Сколько надо сжечь бензина, чтобы лёд массой 10 кг взятый при температуре минус 15 градусов, довести до кипения?

Сколько надо сжечь бензина, чтобы лёд массой 10 кг взятый при температуре минус 15 градусов, довести до кипения?

Дано:
\(m=10\;\text{кг}\)
\(T_1=(273-15)=258\;K\)
Найти: \(m_2\)

Процесс будет состоять из трёх отличающихся друг от друга этапов:

1. Нагревание льда в твердом агрегатном состоянии до температуры плавления. На этом этапе температура растет пропорционально переданному льду теплу.

2.  Плавление льда. На этом этапе вся тепловая энергия, передаваемая льду, расходуется на изменение агрегатного состояния вещества, температура остается постоянной и равной температуре плавления льда все время, до тех пор, пока лёд из твердого состояния перейдет в жидкость - воду.

3. Нагревание полученной воды до кипения. На этом этапе температура воды растет пропорционально количеству полученного водой тепла (тепловой энергии).

 График изменения температуры во времени выглядит так:

Таким образом, количество необходимой в сумме теплоты:

\(Q_1=C_1m_1(T_2-T_1)+m_1\lambda_1+C_2m_1(T_3-T_2)\)

где \(C_1,\;m_1,\;T_2,\;T_1,\;\lambda_1,\;C_2,\;T_3\) - соответственно удельная теплоемкость льда (гуглим её), масса льда, абсолютная температура плавления льда, начальная абсолютная температура льда, удельная теплота плавления льда (гуглим её), удельная теплоемкость воды (гуглим её), конечная температура воды (температура кипения). 

Количество теплоты, получаемой при сгорании бензина, выражается формулой:

\(Q_2=m_2\lambda_2\)      где \(m_2,\;\lambda_2\) - соответственно масса бензина, удельная теплота сгорания бензина.

\(Q_1=Q_2\)

\(m_2\lambda_2=C_1m_1(T_2-T_1)+m_1\lambda_1+C_2m_1(T_3-T_2)\)

\(m_2=\frac{C_1m_1(T_2-T_1)+m_1\lambda_1+C_2m_1(T_3-T_2)}{\lambda_2}\)

Подставляйте данные и калькулятор вам в помощь!