Дано:
m = 10 кг;
$t_0$ = 40 °С;
$t_1$ = −20 °С;
$t_{кр}$ = 0 °С.
Найти:
Q − ?
Решение:
Температура кристаллизации − 0 °С. Значит это вещество − вода.
${с}_{в}=4200\frac{Дж}{кг\ast <!--\; \ast \; -->°С}$;
$\lambda =34\ast <!--\; \ast \; -->{10}^4$ Дж/кг.
${с}_{л}=2100\frac{Дж}{кг\ast <!--\; \ast \; -->°С}$;
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении воды до температуры кристаллизации:
$Q_{охл}={с}_{в}m(t_0-<!--\; -\; -->t_{кр})$;
$Q_{охл}=4200\ast <!--\; \ast \; -->10\ast <!--\; \ast \; -->(40-<!--\; -\; -->0)=1680000$Дж;
Количество теплоты, выделившееся при кристаллизации воды:
$Q_{кр}=\lambda \ast <!--\; \ast \; -->m$;
$Q_{кр}=34\ast <!--\; \ast \; -->{10}^4\ast <!--\; \ast \; -->10=3400000$ Дж;
Количество теплоты, выделившееся при охлаждении льда:
$Q_{л}={с}_{л}m(t_1-<!--\; -\; -->t_{кр})$;
$Q_{л}=2100\ast <!--\; \ast \; -->10\ast <!--\; \ast \; -->(0-<!--\; -\; -->(-<!--\; -\; -->20))=420000$Дж;
Общее количество теплоты:
$Q=Q_{охл}+Q_{кр}+Q_{л}$;
Q = 1 680 000 + 3 400 000 + 420 000 = 5 500 000 Дж = 5,5 МДж.
Ответ: 5,5 МДж.