Сколько надо сжечь керосина, что бы лед массой 40 кг при температуре -20 градусов С превратить в пар, если к.п.д. горелки

mл = 40 кг.

t1 = - 20 °С.

t2 = 0 °С.

t3 = 100 °С. 

q = 3,4 *10^5 Дж/кг.

Cл = 2100 Дж/кг *°С.

Cв = 4200 Дж/кг *°С.

r = 2,3 *10^6 Дж/кг.

λ = 4,6 *10^7 Дж/кг.

КПД = 80 %.

mк - ?

Для плавления льда и испарения, получившейся из него воды, необходимое количество теплоты выразим формулой: Qл = Cл *mл *(t2 - t1) + q *mл + Cв *mл *(t3 - t2)  + r *mл, где Cл - удельная теплоемкость льда, Cв - удельная теплоемкость воды, mл - масса льда,  t1 - начальная температура льда, t2 - начальная температура воды, t3 - температура кипения воды, q - удельная теплота плавления льда, где r - удельная теплота парообразования воды.

При згарании керосина выделяется количество теплоты Qк, которое определяется формулой: Qк = λ *mк, где λ - удельная теплота сгорания керосина, mк - масса керосина.

КПД = Qл *100 %/Qк.

КПД = mл *(Cл *(t2 - t1) + q + Cв *(t3 - t2)  + r) *100 %/λ *mк.

mк = mл *(Cл *(t2 - t1) + q + Cв *(t3 - t2)  + r) *100 %/λ *КПД.

mк = 40 кг *(2100 Дж/кг *(0 °С - (- 20 °С) + 3,4 *10^5 Дж/кг + 4200 Дж/кг *(100 °С - 0 °С) + 2,3 *10^6 Дж/кг) *100 %/4,6 *10^7 Дж/кг *80 % = 3,4 кг.

Ответ: необходимо сжечь керосина mк = 3,4  кг.