Задание №8 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем процесс, описанный в условии. Нам необходимо нагреть лёд от начальной температуры до температуры плавления. Температура плавления льда при нормальном атмосферном давлении составляет $0 \text{ °C}$.

Дано:
$m = 0,2 \text{ кг}$
$t_1 = -10 \text{ °C}$
$t_2 = 0 \text{ °C}$ (температура плавления льда)
$c = 2100 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)}$ (удельная теплоемкость льда — табличное значение)
------------------
$Q - ?$

Физический закон и формулы:
Количество теплоты $Q$, необходимое для нагревания тела, прямо пропорционально его массе, удельной теплоемкости вещества и изменению температуры. Формула для расчета:
$Q = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

Вычисления:
Подставим числовые значения из условия задачи в формулу:
$Q = 2100 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)} \cdot 0,2 \text{ кг} \cdot (0 \text{ °C} - (-10 \text{ °C}))$
Разность температур составит:
$\Delta t = 0 - (-10) = 10 \text{ °C}$
Теперь перемножим все величины:
$Q = 2100 \cdot 0,2 \cdot 10 = 2100 \cdot 2 = 4200 \text{ Дж}$

Проверим размерность полученного результата:
$[Q] = \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot \text{кг} \cdot \text{°C} = \text{Дж}$.
Размерность соответствует искомой величине.

Ответ: 4200 Дж

Источник: ФИПИ