Тепловые Явления — Задание 9 Физика 8 Класс №00048949

Мощность плитки в условии не дана, но это не беда: её можно вытащить из опыта с водой. Там известно всё, что нужно, чтобы посчитать теплоту.

Вода массой $0{,}1\text{ кг}$ нагрелась на $10\ {}^\circ\text{С}$. Количество теплоты при нагревании:

$$Q_{\text{в}}=cm\Delta t=4200\cdot0{,}1\cdot10=4200\text{ Дж}$$

Эту теплоту плитка отдала за $70$ секунд. Мощность — это сколько джоулей приходится на одну секунду:

$$P=\dfrac{Q_{\text{в}}}{t_{\text{в}}}=\dfrac{4200}{70}=60\text{ Вт}$$

По условию мощность постоянна, значит, при плавлении плитка выдаёт те же $60$ джоулей каждую секунду. Лёд плавился $500$ секунд и получил:

$$Q_{\text{л}}=Pt_{\text{л}}=60\cdot500=30\,000\text{ Дж}$$

Лёд уже был при $0\ {}^\circ\text{С}$, греть его до плавления не пришлось, и вся теплота ушла на смену состояния. Для плавления работает формула $Q=\lambda m$, где $\lambda$ (читается «лямбда») — удельная теплота плавления, теплота на один килограмм. Поэтому делим теплоту на массу:

$$\lambda=\dfrac{Q_{\text{л}}}{m}=\dfrac{30\,000}{0{,}1}=300\,000\text{ Дж/кг}$$

Проверим себя: $\lambda m=300\,000\cdot0{,}1=30\,000\text{ Дж}$, и при $60\text{ Вт}$ это как раз $500$ секунд. Это близко к табличному значению для льда, примерно $340\,000\text{ Дж/кг}$: для домашнего опыта очень неплохо.