Чтобы заморозить стакан воды весом 200 г комнатной температуры 20 градусов Цельсия, потребуется около 67,2 кДж (килоджоулей) энергии. Для более подробного объяснения, разберем процесс в несколько этапов. Сначала необходимо охладить воду до 0 °C, затем заморозить её. 1. Для охлаждения 200 г воды от 20 °C до 0 °C используется формула: Q1 = m * c * ΔT, где: - m — масса воды (200 г = 0,2 кг), - c — удельная теплоемкость воды (около 4,186 кДж/(кг·°C)), - ΔT — изменение температуры (20 °C - 0 °C = 20 °C). Подставляем значения: Q1 = 0,2 * 4,186 * 20 ≈ 16,744 кДж. 2. Далее, чтобы заморозить воду, нужно использовать скрытую теплоту плавления. Для заморозки 1 кг воды необходимо убрать около 334 кДж. Для 200 г это будет: Q2 = m * L, где L — удельная теплота плавления (334 кДж/кг): Q2 = 0,2 * 334 ≈ 66,8 кДж. Теперь суммируем оба значения: Общая энергия Q = Q1 + Q2 ≈ 16,744 + 66,8 ≈ 83,544 кДж. Таким образом, для заморозки стакана воды в 200 г от 20 °C до твердого состояния потребуется приблизительно 83,5 кДж энергии.
