Количества теплоты Q, которое необходимо для нагревания льда и его плавления, определяется формулой: Q = Cл *mл *(t2 - t1) + rл *mл.
Где C - удельная теплоемкость льда, mл - масса льда, t2, t1 - конечная и начальная температура, rл - удельная теплота плавления льда.
Количества теплоты Q, которое выделяется при сгорании угля, определяется формулой: Q = qу *mу, где qу - удельная теплота сгорания угля, mу - масса сгоревшего угля.
На тело, погружённое в воду, действует выталкивающая сила, большая, чем на тело, полностью погружённое в керосин, потому что плотность (а стало быть и вес в объёме тела) воды больше плотности керосина: F₁/F₂ = Vρ₁g/Vρ₂g = ρ₁/ρ₂ если ρ₁/ρ₂ > 1 то и F₁/F₂ > 1 следовательно F₁ > F₂ где V - объём тела g - ускорение силы тяжести ρ₁ - плотность воды ρ₂ - плотность керосина, причём известно, что ρ₁ > ρ₂ F₁ - выталкивающая сила, действующее на тело, полностью погружённое в воду F₂ - выталкивающая сила, действующее на тело, полностью погружённое в керосин
mл = 500 г = 0,5 кг.
t1 = - 20 °С.
t2 = 0 °С.
Cл = 2100 Дж/кг *°С.
rл = 3,4 *10^5 Дж/кг.
qу = 2,7 *10^7 Дж/кг.
mу - ?
Количества теплоты Q, которое необходимо для нагревания льда и его плавления, определяется формулой: Q = Cл *mл *(t2 - t1) + rл *mл.
Где C - удельная теплоемкость льда, mл - масса льда, t2, t1 - конечная и начальная температура, rл - удельная теплота плавления льда.
Количества теплоты Q, которое выделяется при сгорании угля, определяется формулой: Q = qу *mу, где qу - удельная теплота сгорания угля, mу - масса сгоревшего угля.
Cл *mл *(t2 - t1) + rл *mл = qу *mу.
mу = (Cл *mл *(t2 - t1) + rл *mл) /qу.
mу = (2100 Дж/кг *°С *0,5 кг *(0 °С - (- 20 °С) + 3,4 *10^5 Дж/кг *0,5 кг) /2,7 *10^7 Дж/кг = 0,007 кг.
ответ: для плавления льда необходимо спалить mу = 0,007 кг угля.