Сначала найдем количество теплоты, необходимое для расплавления льда: Q_1 = m * L, где m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда. Подставляем значения: Q_1 = 0.696 кг * 330000 Дж/кг = 229680 Дж.
Затем найдем количество теплоты, необходимое для нагревания расплавленного льда до кипения: Q_2 = m * c * ΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры. Подставляем значения: Q_2 = 0.696 кг * 4200 Дж/(кг * °C) * (100 - (-24) °C) = 919488 Дж.
Теперь найдем количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар: Q_3 = m * L_v, где m - масса воды, L_v - удельная теплота парообразования воды. Подставляем значения: Q_3 = 0.021 кг * 2260000 Дж/кг = 47346 Дж.
Общее количество теплоты, затраченное плиткой: Q_total = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 229680 Дж + 919488 Дж + 47346 Дж = 1194514 Дж.
КПД плитки определяется как отношение полезной работы (в данном случае количество теплоты), полученной от системы, к затраченной на нее энергии: η = Q_total / (P * t), где P - мощность плитки, t - время работы плитки. Подставляем значения: η = 1194514 Дж / (1011 Вт * (48 мин * 60 с/мин)) = 0.0254 = 2.54%.
Таким образом, КПД плитки составляет 2.54%.
