Полярники получают необходимую им воду, растапливая лед. Какое количество теплоты потребуется для получения 15 литров воды, имеющей температуру 10 градусов по цельсию, если температура окружающей среды равна - 40 градусов по цельсию?

V = 15 л = 15 * 10^-3 м^3.

ρ = 1000 кг/м^3.

t1 = - 40 °C.

t2 = 0 °C.

t3 = 10 °C.

Cв = 4200 Дж/кг * °C.

Cл = 2100 Дж/кг * °C.

λ = 3,4 * 10^5 Дж/кг.

Q - ?

Количество теплоты будет суммой: Q = Q1 + Q2 + Q3, где Q1 - количество теплоты для нагревания льда от t1 до t2, Q2 - количество теплоты для плавления льда, Q3 - количество теплоты для нагревания воды от t2 до t3.

Q1 = Сл * m * (t2 - t1).

Q2 = λ * m.

Q3 = Св * m * (t3 - t2).

Массу m выразим по формуле: m = V * ρ.

Q = V * ρ * (Сл * (t2 - t1) + λ + Св * (t3 - t2)).

Q = 15 * 10^-3 м^3 * 1000 кг/м^3 * (2100 Дж/кг * °C * (0 °C + 40 °C) + 3,4 * 10^5 Дж/кг + 4200 Дж/кг * °C * (10 °C - 0 °C)) = 6990000 Дж.

Ответ: полярникам для получения воды необходимо Q = 6990000 Дж тепловой энергии.