Какую массу льда взятого при -20 градусов цельсия можна перевоплотить в

t1 = - 20 "С. 

t2 = 0 "С.

t3 = 20 "С.

mб = 100 г = 0,1 кг.

Cл = 2100 Дж/кг *"С.

Cв = 4200 Дж/кг *"С.

kл = 3,4 * 10^5 Дж/кг.

б = 4,6 * 10^7 Дж/кг.

m - ?

Теплота Q, которая выделяется при сгорании бензина

Количество теплоты Q, которое выделится при сгорании бензина определяется формулой: Q = б *mб, где б - удельная теплота сгорания топлива, mб - масса спаленного горючего.

Теплота Q, необходимоя для превращения льда в воду 

• лед надо поначалу нагреть от температуры t1 до t2;
• при температуре плавления перевести лед в воду;
• полученную воду подогреть от температуры t2 до t3.

Для перевоплощения льда в воду необходимо количество теплоты Q = Q1 + Q2 + Q3.

Q1 - количество теплоты для нагревания льда определяется формулой: Q1 = Cл *m *(t2 - t1), где Cл - удельная теплоемкость льда, m - масса льда, t2, t1 - окончательная и исходная температура льда. 

Q2 - количество теплоты нужное для плавления льда, определяется формулой: Q2 = kл * m, где kл - удельная теплота плавления льда, m - масса льда.

Q3 - количество теплоты для нагревания воды определяется формулой: Q3 = Cв *m *(t3 - t2), где Cв - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, t3, t2 - окончательная и исходная температура воды.

Q = Cл *m *(t2 - t1) + kл * m + Cв *m *(t3 - t2).

Вся теплота сгорании бензина идет на плавление льда и нагревание воды

 б *mб = Cл *m *(t2 - t1) + kл * m + Cв *m *(t3 - t2).

Вынесем общий множитель m с левой стороны за скобки, получим выражение: б *mб = m *(Cл *(t2 - t1) + kл + Cв *(t3 - t2)).

Выразим неизвестный множитель m.

m = б *mб /(Cл *(t2 - t1) + kл + Cв *(t3 - t2).

Подставим в формулу данные из дано

m = 4,6 * 10^7 Дж/кг *0,1 кг /(2100 Дж/кг *"С *(0 "С + 20 "С) + 3,4 * 10^5 Дж/кг + 4200 Дж/кг *"С *(20 "С - 0 "С) = 9,87 кг.

Ответ: бензином расплавят m = 9,87 кг льда.

q * m = Q1 + Q2 + Q3.

Q = q * m, q уд. теплота сгорания бензина ( q = 44 МДж = 44 * 106 Дж/кг ), m масса бензина ( m = 0,1 кг ) ).

Q1 = C1 * m1 * ( tк - tн ), C1 уд. тепл. льда ( С1 = 2100 Дж/ ( К*кг ) ), m1 масса льда, tк = 0 С, tн = -20 С.

Q2 = * m1, уд. теплота плавления льда ( = 340 * 10 Дж/кг ).

Q3 = C2 * m1 * ( tк - tн ), где C2 уд. тепл. воды ( С = 4200 Дж/ ( К*кг ) ), tк = 20 С, tн = 0 С.

m1 = 44 * 106 * 0,1 / ( 2100 * 20 + 340 * 10 + 4200 * 20 ) = 9,44 кг.