Из уравнения теплового баланса:
Тепло, получаемое льдом идет на нагрев льда до 0оС и плавление льда:
Q1 = c1*m1*(0-(-20))+L1*m1
m1,c1,L1 - соответственно масса, удельная теплоемкость и удельная теплота плавления льда.
Тепло отдаваемое паром состоит из теплоты конденсации и тепла, отданного при остывании горячей воды до 0оС:
Q2= r2*m2+c2*m2*(100-0)
m2,r2,c2 - соответственно масса и удельная теплота кипения (конденсации) пара, а также удельная теплоемкость воды.
Q1 = Q2
c1*m1*20+L1*m1 = r2*m2+c2*m2*100
m1= (r2*m2+c2*m2*100) / (c1*20+L1)
Расстояние, пройденное локомотивом за 1 час, равно расстоянию, пройденному наружной точкой колеса за то же время.
Она за один оборот проходит расстояние, равное длине окружности, на которой находится.
S =2πr=2,4*3,14=7,576 м
За 160 оборотов (т.е. в минуту) проходит расстояние
160*7,576=1212,16 м
За час проходит в 60 раз больше -72729,6 м
Скорость выразим в км/ч
72729,6 м:1000=72,7296 км/ч скорость поезда.