Яка буде тривалість нагрівання льоду масою 2 кг при температурі мінус 16 градусів до того, як він перетвориться на воду

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для вычисления количества тепла, необходимого для нагрева тела:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T,\]
где \(Q\) - количество тепла, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, а \(\Delta T\) - изменение температуры.

В данном случае у нас есть лед массой 2 кг, его нужно нагреть с температуры -16 градусов до температуры плавления (0 градусов). После этого нам нужно еще нагреть получившуюся воду до 100 градусов.

Давайте начнем с первого этапа. Для нагревания льда до температуры плавления нам понадобится вычислить количество тепла, продолжая использовать формулу \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\), где \(\Delta T\) будет равно разнице между температурой плавления и начальной температурой льда:
\(\Delta T_1 = 0 - (-16) = 16\).

Теперь необходимо учесть, что для перетекания фазы льда воду, необходимо также учесть скрытое тепло плавления \(Q_1 = m \cdot L\), где \(L\) - теплота плавления вещества (для воды она равна 334 кДж/кг).

Таким образом, общее количество тепла, необходимое для нагревания льда до температуры плавления, составит:
\[Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T_1 + m \cdot L.\]

Теперь перейдем ко второму этапу, где мы будем нагревать воду от температуры плавления до 100 градусов. Здесь опять используем формулу \(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\), где теперь:
\(\Delta T_2 = 100 - 0 = 100\).

Общее количество тепла, необходимое для этого этапа, можно записать как:
\[Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T_2.\]

Теперь, чтобы найти общее время, необходимое для выполнения всего процесса, мы можем воспользоваться формулой:
\[t = \frac{Q_1 + Q_2}{P \cdot \eta},\]
где \(P\) - мощность электрической плиты (600 Вт), а \(\eta\) - ККД (75%).

Теперь, подставив значения в формулу, мы можем вычислить общее время нагрева льда:
\[t = \frac{(m \cdot c \cdot \Delta T_1 + m \cdot L) + (m \cdot c \cdot \Delta T_2)}{P \cdot \eta}.\]

Давайте подставим значения:
\(m = 2\) кг,
\(c = 2.09\) кДж/(кг·К),
\(\Delta T_1 = 16\),
\(L = 334\) кДж/кг,
\(\Delta T_2 = 100\),
\(P = 600\) Вт,
\(\eta = 0.75\).

Подставив все значения и произведя необходимые вычисления, мы получим время, требуемое для нагревания льда:
\[t = \frac{(2 \cdot 2.09 \cdot 16 + 2 \cdot 334) + (2 \cdot 2.09 \cdot 100)}{600 \cdot 0.75}.\]