Номер 3, страница 64 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Упражнение 14. § 17. Удельная теплота плавления. Глава 1. Тепловые явления - номер 3, страница 64.

3. Замёрзнет ли вся вода массой 100 г, предварительно охлаждённая до температуры 0 °С, если она передаст окружающим телам количество теплоты 35 кДж?

Дано:

Масса воды $m = 100 \text{ г}$
Начальная температура воды $t = 0 \text{ °C}$
Количество теплоты, переданное окружающим телам $Q_{отд} = 35 \text{ кДж}$
Удельная теплота плавления льда $\lambda = 3,3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

Перевод в СИ:
$m = 100 \text{ г} = 0,1 \text{ кг}$
$Q_{отд} = 35 \text{ кДж} = 35000 \text{ Дж}$

Найти:

Замёрзнет ли вся вода?

Решение:

Чтобы ответить на вопрос задачи, нужно определить, какое количество теплоты необходимо отвести от воды для её полного превращения в лёд (кристаллизации), и сравнить это значение с количеством теплоты, которое вода фактически отдала.

Поскольку вода уже охлаждена до температуры кристаллизации ($0 \text{ °C}$), вся отданная теплота пойдет на процесс замерзания. Количество теплоты, выделяющееся при кристаллизации вещества, вычисляется по формуле:

$Q_{крист} = \lambda \cdot m$

где $\lambda$ — удельная теплота плавления (кристаллизации) воды, а $m$ — её масса.

Вычислим количество теплоты, необходимое для замерзания всей массы воды:

$Q_{крист} = 3,3 \cdot 10^5 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,1 \text{ кг} = 33000 \text{ Дж}$

Для удобства сравнения переведём это значение в килоджоули:

$Q_{крист} = 33 \text{ кДж}$

Теперь сравним рассчитанное количество теплоты, необходимое для полного замерзания ($Q_{крист}$), с количеством теплоты, которое вода отдала по условию задачи ($Q_{отд}$):

$Q_{крист} = 33 \text{ кДж}$
$Q_{отд} = 35 \text{ кДж}$

Так как отданное количество теплоты ($Q_{отд} = 35 \text{ кДж}$) больше, чем количество теплоты, необходимое для полной кристаллизации воды ($Q_{крист} = 33 \text{ кДж}$), то вся вода замёрзнет. Более того, избыток теплоты в $35 - 33 = 2 \text{ кДж}$ пойдёт на дальнейшее охлаждение образовавшегося льда.

Ответ: Да, вся вода замёрзнет.