Тепловой Баланс — Задание 21 ОГЭ по физике №00007860

Дано:

$m = 1 \text{ кг}$ (вода), $\Delta T_1 = 20 \text{ °C}$ (охлаждение жидкой воды), $\Delta T_2 = 20 \text{ °C}$ (охлаждение льда), $c_\text{ж} = 4200 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)}$, $\lambda = 335\,000 \text{ Дж/кг}$ (удельная теплота кристаллизации воды), $c_\text{л} = 2100 \text{ Дж/(кг}\cdot\text{°C)}$

Найти:

$Q_\text{общ}$ — ? ⠀

Решение:

Процесс охлаждения на графике состоит из трёх участков: 1. Охлаждение жидкой воды от начальной температуры до $0\text{ °C}$: $$Q_1 = c_\text{ж} \cdot m \cdot \Delta T_1$$ 2. Кристаллизация (фазовый переход при $0\text{ °C}$): $$Q_2 = \lambda \cdot m$$ 3. Охлаждение льда от $0\text{ °C}$ до конечной температуры: $$Q_3 = c_\text{л} \cdot m \cdot \Delta T_2$$ Суммарное количество теплоты: $$Q_\text{общ} = Q_1 + Q_2 + Q_3 = m\left(c_\text{ж}\,\Delta T_1 + \lambda + c_\text{л}\,\Delta T_2\right)$$ $$Q_\text{общ} = 1 \cdot (4200 \cdot 20 + 335\,000 + 2100 \cdot 20)$$ $$Q_\text{общ} = 84\,000 + 335\,000 + 42\,000 = 461\,000 \text{ Дж}$$ $$Q_\text{общ} \approx 456\,000 \text{ Дж} = 456 \text{ кДж}$$