Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон сохранения энергии. Первым шагом определим количество теплоты, которое поглотил лед при нагревании до 0°C:
Q1 = m * c * ΔT
где: m - масса льда перед плавлением (что нам нужно найти) c - удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг • °C)) ΔT - изменение температуры (30°C - 0°C)
Q1 = m * 4200 * 30
Затем определим количество теплоты, выделенное при сгорании керосина:
Q2 = m * Х
где: Х - удельная теплота сгорания керосина (46 • 10^6 Дж/кг)
Q2 = 50000 * Х
Также нужно учесть, что при плавлении льда выделяется теплота:
Q3 = m * Х3
где: Х3 - удельная теплота плавления льда (330000 Дж/кг)
Q1 + Q2 = Q3
m * 4200 * 30 + 50000 * Х = m * Х3
Упростим уравнение, выразив m:
126000 * m + 50000 * Х = m * Х3
125000 * m = m * Х3 - 50000 * Х
125000 * m = m * (Х3 - 50000)
m = (Х3 - 50000) / 125000
Теперь подставим значения:
m = (330000 - 50000) / 125000
m = 280000 / 125000
m ≈ 2.24 кг
Ответ: около 2.24 кг льда перед плавлением.