Эта задача в несколько действий. Сначала нужно узнать сколько всего выделиться теплоты при сгорании всех дров. Потом найти сколько нужно энергии чтобы расплавить лед, довести воду до кипения, и на выпаривания части воды.
Дано
m(льда) = m(воды)=5 кг
t1 = 0 С(градусов)
t2 = 100 С(градусов)
&(лямбда льда) = 330 000 Дж/кг
с(теплоемкость воды ) = 4 200 Дж/(кг*С)
L(теплота парообразования воды) = 2 300 000 Дж/кг
m(дров) = 300 г = 0, 3 кг
q(теплота сгорания дров) =10 000 000 Дж/кг
Решение
1) Найдем Q которая выделится при сгорании дров
Q1=q(теплота сгорания дров)*m(дров)=10 000 000*0, 3= 3 000 000 Дж
2)Найдем количество теплоты которое понадобится для того чтобы растопить лед.
Q2=&(лямбда льда)*m(льда)=330000*5=1 650 000 Дж
3)Найдем количество теплоты которое понадобится для того чтобы нагреть воду от 0 до 100 градусов.
Q3=c(теплоемкость воды )*m(воды)*(t2-t1)=4200*5*100=2 100 000 Дж
4)Узнаем сколько осталось теплоты для того чтобы испарить часть воды.
Q(остаток)=Q1-Q2-Q3= 3 000 000-1 650 000-2 100 000 = -750 000 Дж
Это значит что нам не хватит теплоты даже на то чтобы разогреть воду до 100 градусов, не то чтобы ее испарить. Следовательно мы выпарим 0 кг.
Ответ: 0 кг.
Если честно я такого поворота не ожидал. Я вроде перепроверил, все правильно.
Но, если идти по хитрому. Не плавить весь лед и нагревать всю воду. А взять только ту часть которую мы сможем расплавить, нагреть и испарить!!! В этом нам поможет это уравнение. Все тоже самое только с неизвестной массой. Пусть m(льда) = m(воды)=m, тогда
&(лямбда льда)*m + c(теплоемкость воды ) *m*(t2-t1) + L(теплота парообразования воды) *m= Q1
m(&(лямбда льда) + c(теплоемкость воды )*(t2-t1) + L(теплота парообразования воды) ) = Q1
Вставляем значения и получаем
m*(330 000 + 4 200*100 + 2 300 000) = 3 000 000
m=0,9836 кг
Это максимальное количество испаренной воды которое мы можем получить имея 300 г дров.
Ответ: m=0,9836 кг
Выбирайте сами, какой ответ вам больше подходит. Удачи :)
