Как решить:Артур проводил опыты с льдом, водой, нагревая на электроплитке?

1. В данной задаче Артур проводит опыты с льдом и водой, нагревая их на электроплитке. Ему известно, что для плавления 0,5 кг льда при 0°C требуется 700 секунд, а для нагревания такой же массы воды на 30°C нужно 280 секунд. На основании этих данных, нужно определить удельную теплоту плавления льда.

2. Для начала определим количество теплоты, необходимое для плавления 0,5 кг льда. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * L,
где Q - количество теплоты, необходимое для плавления, м,
m - масса льда, кг,
L - удельная теплота плавления, Дж/кг.

По условию задачи, m = 0,5 кг и время, за которое происходит плавление, t = 700 секунд. Также известно, что мощность плитки постоянна, следовательно, весь полученный от неё тепловой поток идет на плавление льда.

3. Теперь определим количество теплоты, необходимое для нагревания той же массы воды на 30°C. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * c * ∆T,
где Q - количество теплоты, необходимое для нагревания, Дж,
c - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг · °C),
∆T - изменение температуры, °C.

Из условия задачи известно, что масса воды равна массе льда (m = 0,5 кг), ∆T = 30°C, а время нагревания составляет 280 секунд.

4. Так как весь тепловой поток, выделяемый электроплиткой, идет на плавление либо нагревание воды, можно предположить, что количество теплоты, полученное от плитки, одинаково для обоих случаев. То есть, Q(плавление) = Q(нагревание).

5. Подставляя все известные данные в формулы и уравнение равенства теплот, получим:

0,5 * L = 0,5 * 4200 * 30.

6. Решив это уравнение, найдем удельную теплоту плавления льда:

L = 4200 * 30 = 126 000 Дж/кг.

Таким образом, удельная теплота плавления льда равна 126 000 Дж/кг.