Задание OGEPHYSA69A60: Нагревание и охлаждение тел. Количество теплоты. Удельная теплоёмкость:

Нагревание заканчивается при 0 °C; плавление не входит в затраты энергии. Рассматриваем изменение температуры без фазового перехода. При нагревании тело получает энергию. В расчёте Q обозначает положительный модуль количества теплоты; знак изменения внутренней энергии определяется направлением теплообмена. Механической работой расширения в этой школьной модели пренебрегаем.
Известны Q = 4200 Дж, t₁ = -10 °C и t₂ = 0 °C. Для вещества «лёд» используем табличную удельную теплоёмкость c = 2100 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹.
Основной закон для одного агрегатного состояния:
Q = cmΔt, где Δt = |t₂ − t₁|.
Δt = |0 °C − (-10 °C)| = 10 °C.
Выразим искомую величину до подстановки чисел:
m = QcΔt.
m = 4200 Дж2100 Дж·кг⁻¹·°C⁻¹ · 10 °C = 0,2 кг.
Проверка: найденные значения должны удовлетворять исходному равенству. Произведение теплоёмкости тела cm и изменения температуры равно 2100 · 0,2 · 10 Дж = 4200 Дж. Используется именно разность температур, а не конечная температура. Единицы в формуле согласованы: килограммы и градусы сокращаются с соответствующими единицами удельной теплоёмкости.
Ответ: 0,2 кг.