Чтобы рассчитать общее количество тепла, необходимое для нагрева льда при заданной массе, его температуре и дальнейшем превращении в пар, необходимо учитывать следующие этапы:

Расплавление льда (приведение его до 0°C и превращение в воду).Нагрев воды до 100°C.Превращение воды в пар (если требуется).Нагрев пара (если требуется).

Теперь вычислим количество теплоты для первых двух этапов.

ДанныеМасса льда ( m = 1.5 \, \text{кг} )Температура льда ( T_{леда} = -2 \, \text{°C} )Начальная температура плавления льда ( T_{плавл} = 0 \, \text{°C} )Удельная теплота плавления льда ( L_{пл} = 334 \, \text{кДж/кг} )Удельная теплоемкость воды ( c_{вода} = 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} )1. Нагрев льда от -2°C до 0°C

Для этого используем формулу Q:

[
Q1 = m \cdot c{леда} \cdot \Delta T
]

где:

( c_{леда} ) - удельная теплоемкость льда (приблизительно 2.09 кДж/(кг·°C)),( \Delta T = 0 - (-2) = 2 \, \text{°C} ).

[
Q_1 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 2.09 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 2 \, \text{°C} = 6.27 \, \text{кДж}
]

2. Плавление льда и превращение в воду

[
Q2 = m \cdot L{пл}
]

[
Q_2 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 501 \, \text{кДж}
]

3. Нагрев воды от 0°C до 100°C

[
Q3 = m \cdot c{вода} \cdot \Delta T
]

где:

( \Delta T = 100 - 0 = 100 \, \text{°C} ).

[
Q_3 = 1.5 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 100 \, \text{°C} = 627 \, \text{кДж}
]

Общее количество теплоты

Теперь суммируем все три количества теплоты:

[
Q_{total} = Q_1 + Q_2 + Q_3
]

[
Q_{total} = 6.27 \, \text{кДж} + 501 \, \text{кДж} + 627 \, \text{кДж} = 1134.27 \, \text{кДж}
]

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для расплавления 1,5 кг льда при -2°C и последующего нагрева полученной воды до 100°C, составляет приблизительно 1134.27 кДж.