5. Тонкостенный сосуд, в котором находится лёд массой 1 кг с температурой −10 °C, равномерно нагревают на горелке мощностью 1 кВт до тех пор, пока весь лёд не растает и образовавшаяся вода не нагреется до кипения. Постройте график зависимости температуры от времени. Сколько времени потребуется для описанного процесса? Потерями энергии в среду и теплоёмкостью сосуда пренебрегите. Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда 340 000 Дж/кг.

В условии на фотографии окончание задания частично закрыто; в доступной части указаны построение графика и нагрев воды до кипения. Используем мощность 1 кВт, теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C) и предполагаем, что дополнительных данных в закрытой части нет.

1. Нагрев льда от −10 °C до 0 °C: Q₁ = cmΔt = 2100 · 1 · 10 = 21 000 Дж; t₁ = Q₁/P = 21 с.

2. Плавление льда: Q₂ = λm = 340 000 Дж; t₂ = 340 с.

3. Нагрев воды от 0 °C до 100 °C: Q₃ = c_водыmΔt = 4200 · 1 · 100 = 420 000 Дж; t₃ = 420 с.

4. Общее время: t = 21 + 340 + 420 = 781 с = 13 мин 1 с. Во время плавления температура остаётся равной 0 °C.

График — ломаная через точки (время, температура): (0 с, −10 °C), (21 с, 0 °C), (361 с, 0 °C), (781 с, 100 °C).

Ответ: 781 с, или 13 мин 1 с.