Сколько керосина необходимо сжечь в горелке с КПД 25%, чтобы превратить 2 кг льда при 0 градусов в воду?

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые физические знания о теплоте сгорания и переходе фаз.

Первым шагом мы должны определить количество тепла, необходимое для плавления 2 кг льда при 0 градусов. Для этого мы можем использовать уравнение:

\[Q = m \cdot L\]

где \(Q\) - количество тепла, необходимое для плавления, \(m\) - масса вещества, а \(L\) - удельная теплота плавления. В данном случае, масса льда равна 2 кг, а удельная теплота плавления льда составляет 334 кДж/кг. Подставим значения в уравнение и найдем количество тепла:

\[Q = 2 \, \text{кг} \cdot 334 \, \text{кДж/кг} = 668 \, \text{кДж}\]

Теперь мы знаем, что нам понадобится 668 кДж тепла, чтобы превратить 2 кг льда в воду.

Вторым шагом мы можем использовать понятие КПД (кПД), чтобы определить, сколько тепла нам нужно сгореть (или, иными словами, сколько керосина нужно сжечь). КПД горелки определяется следующим образом:

\[\text{КПД} = \frac{\text{полезная энергия}}{\text{входная энергия}} \times 100\%\]

В данном случае полезная энергия - это количество тепла, необходимое для плавления льда (668 кДж), а входная энергия - это количество тепла, которое мы получаем от сгорания керосина. Давайте обозначим количество керосина, которое нам нужно сжечь, как \(x\).

Тогда мы можем записать уравнение:

\[0.25 = \frac{668 \, \text{кДж}}{x} \times 100\%\]

Чтобы решить это уравнение, нам нужно сначала избавиться от процента. Разделим обе стороны уравнения на 100%:

\[0.25 = \frac{668 \, \text{кДж}}{x}\]

Затем умножим обе стороны уравнения на \(x\), чтобы избавиться от дроби:

\[0.25x = 668 \, \text{кДж}\]

И, наконец, разделим обе стороны уравнения на 0.25, чтобы выразить \(x\):

\[x = \frac{668 \, \text{кДж}}{0.25} = 2672 \, \text{кДж}\]

Таким образом, чтобы превратить 2 кг льда при 0 градусов в воду, нам потребуется сжечь примерно 2672 кДж керосина в горелке.