Морозной ночью 10 л воды имеющей температуру 10°С, выставили на мороз. За ночь вода превратилась в лёд при температуре -30°С А) какое количество теплоты отдала вода при охлаждении до температуры плавления?
Б) какое кол-во теплоты отдала охлаждённая вода при превращениии в лёд и охлаждении его до заданий в условии температуры?

Добрый день! Рад быть вашим школьным учителем и помочь разобраться с данным вопросом.

А) Для начала, нужно найти изменение температуры воды, переведя ее из исходной температуры 10°C до температуры плавления (0°C). Для этого мы будем использовать формулу:

ΔQ1 = m * c * ΔT

где ΔQ1 - количество теплоты, которое отдала вода при охлаждении до температуры плавления;
m - масса вещества (воды);
c - удельная теплоемкость вещества (воды);
ΔT - изменение температуры.

Масса воды у нас указана в литрах, но мы знаем, что плотность воды равна 1 г/см³, поэтому 10 литров воды будут равны 10000 г.

Удельная теплоемкость воды составляет 4,18 Дж/(г * °C).

Теперь найдем изменение температуры:

ΔT = 0°C - 10°C = -10°C

Подставляем все значения в формулу:

ΔQ1 = 10000 г * 4,18 Дж/(г * °C) * (-10°C) = -418000 Дж

Таким образом, вода отдала 418000 Дж (джоулей) теплоты при охлаждении до температуры плавления.

Б) Теперь найдем количество теплоты, которое отдала вода при превращении в лед и охлаждении его до заданных температур.

Сначала нужно вычислить количество теплоты, которое необходимо отдать воде для ее превращения в лед с температурой плавления (0°C). Для этого используем формулу:

Q2 = m * L

где Q2 - количество теплоты, которое отдала охлажденная вода при превращении в лед;
L - удельная теплота плавления вещества (лед);
m - масса вещества (воды).

Удельная теплота плавления воды составляет 334 Дж/г.

Подставляем значения:

Q2 = 10000 г * 334 Дж/г = 3340000 Дж

Теперь нужно найти изменение температуры льда, переведя его из температуры плавления (0°C) до конечной температуры (-30°C). Для этого снова используем формулу ΔQ = m * c * ΔT.

Масса льда равна массе воды, то есть 10000 г, удельная теплоемкость льда равна 2,09 Дж/(г * °C), а изменение температуры равно:

ΔT = -30°C - 0°C = -30°C

Подставляем значения в формулу:

ΔQ3 = 10000 г * 2,09 Дж/(г * °C) * (-30°C) = -627000 Дж

Теперь найдем общее количество теплоты, которое отдала охлажденная вода:

ΔQ2 = Q2 + ΔQ3 = 3340000 Дж + (-627000 Дж) = 2713000 Дж

Таким образом, охлажденная вода отдала 2713000 Дж (джоулей) теплоты при превращении в лед и охлаждении его до заданных температур.

Можно сказать, что вода при охлаждении до температуры плавления отдала 418000 Дж теплоты, а при превращении в лед и охлаждении его до заданных температур - 2713000 Дж теплоты.