В банке с водой плавает льдинка массой 200 г, в середине которой находится свинцовый шарик массой 22 г. Температура воды 0° С. Какое наименьшее количество теплоты надо сообщить системе, чтобы льдинка начала тонуть? Плотность льда 0,9 г/см3, плотность свинца 11 г/см3, удельная теплота плавления льда 330 Дж/кг. Ответ дать в Дж.
Для того чтобы льдинка начала тонуть, необходимо добавить теплоты равное теплоте плавления льда, которая равна 330 кДж/кг = 330 Дж/г.
Найдем объем льдинки:
V_льда = m_льда / ρ_льда = 200 г / 0,9 г/см3 = 222,22 см3
Найдем массу свинцового шарика:
m_свинца = 22 г
Общая масса системы:
m_системы = m_льда + m_свинца = 200 г + 22 г = 222 г = 0,222 кг
Найдем количество теплоты, необходимое для плавления льдинки:
Q = m_льда L = 0,222 кг 330 Дж/кг = 73,26 кДж = 73260 Дж
Ответ: Необходимо добавить 73260 Дж теплоты системе, чтобы льдинка начала тонуть.