Какое количество теплоты необходимо затратить для превращения льда массой 1 кг взятого при температуре минус 10◦с в воду

Q = Q₁ + Q₂

Сначала лёд надо нагреть до температуры плавления:

Q₁ = cmΔt 

c - удельная теплоёмкость ( для льда 2110 Дж / кг * С )
m - масса ( 1 кг )
Δt - разности температур ( 0 С ( температура плавления ) - ( - 10 С ) = 0 + 10 = 10 С )

Q₁ = 2110 * 1 * 10 = 21100 Дж

Теперь плавим:

Q₂ = λ * m 

λ - удельная теплота плавления ( 340000 Дж / кг )
m - масса ( 1 кг )

Q₂ = 340000 * 1 = 340000 Дж

Q = 21100 + 340000 = 361100 Дж = 361,1 кДж

Можно было бы сказать, т.к температуры равны то и внутренние энергии будут равны - но это будет неправильный ответ.

В твердом состоянии потенциальная энергия молекул намного больше кинетической

В расправленном состоянии потенциальная энергия просто больше кинетической энергии молекул

То есть при переходе из твердого в жидкое состояние кинетическая энергия молекул увеличивается.

Следовательно внутренняя энергия в расправленном состоянии будет больше.

Либо можно сказать иначе, даже проще, внутренняя энергия золота в расправленном состоянии превышает внутреннюю энергию золота в твердом состоянии на величину энергии, которую необходимо затратить на разрушение кристаллической решетки.

Сначала изложим общий ход решения.
Нужно найти плотность полученного сплава ρ₁ и сравнить её со средней плотностью кубика ρ₂. Средняя плотность будет равна массе кубика деленной на его объем.
Если эта средня плотность окажется меньше плотности сплава, значит пустоты есть.

Найдем массу полученного кубика. Для этого сложим массы исходных компонентов.

Далее находим объем

А затем выражаем среднюю плотность
[г/см³]
Теперь необходимо найти плотность сплава. Для этого находим объемы его компонентов. И считаем, что объем сплава будет равен
их сумме.
[см³]
[см³]
Суммарный объем:
[см³]
А плотность сплава соответственно:
[г/см³]


Значит пустоты есть.
И объем этой пустоты равен разности объема кубика и суммарного объема сплава
[см³]