2. В холодильнике из воды, температура которой 20 °С, по- лучили лед массой 200г при температуре−5°C
а) Какое количество теплоты было отдано водой и льдом
б) Сколько времени затрачено на получение льда, если мощность холодильника 60 Вт, а количество теплоты, выделившейся при получении льда, составляет 10% от количества энергии, потребленной холодильником

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

а) Для расчета количества теплоты, отданного льдом и водой, воспользуемся уравнением теплообмена:

Q = m c ΔT

где
Q - количество теплоты
m - масса вещества
c - удельная теплоемкость
ΔT - изменение температуры.

Для воды
Q_воды = m_воды c_воды ΔT_воды = 200 г 4,186 Дж/(г°С) (20°C - (-5°C)) = 200 г 4,186 Дж/(г°С) 25°C = 20 930 Дж

Для льда
Q_льда = m_льда c_льда ΔT_льда = 200 г 2,09 Дж/(г°С) (0°C - (-5°C)) = 200 г 2,09 Дж/(г°С) 5°C = 2090 Дж

Итак, количество отданной теплоты водой и льдом составляет 20 930 Дж + 2090 Дж = 23 020 Дж.

б) Для расчета времени, затраченного на получение льда, воспользуемся формулой:

W = P * t

где
W - количество энергии
P - мощность холодильника
t - время.

W = Q_воды + Q_льда = 23 020 Дж

Q_льда = 0,1 W = 0,1 23 020 Дж = 2302 Дж

P = W /
t = W / P = 23020 Дж / 60 Вт = 383,33 с

Итак, время, затраченное на получение льда, составляет примерно 383 секунды.