Электрический кипятильник со спиралью сопротивлением 200 Ом помещен в сосуд, содержащий смесь воды и льда. Напряжение

R = 220 Ом.

U = 220 В.

mл = 100 г = 0,1 кг.

Т = 10 мин = 600 с.

t1 = 0 °C.  

t2 = 20 °C. 

Cв = 4200 Дж/кг *°C.

q = 3,4 *10^5 Дж/кг.

mв - ?

Количество теплоты Qн, которое необходимо для нагревания воды со льдом, определяется формулой: Qн = Cв *mв *(t2 - t1) + Cв *mл *(t2 - t1)  + q *mл.

Количество теплоты Qк, которое выделяется в кипятильнике определяется законом Джоуля-Ленца: Qк = U^2 *T/R, где U - напряжение тока, T - время прохождения тока в кипятильнике, R - сопротивление кипятильника.

Количество теплоты, которое выделяется в кипятильнике, идёт на нагревание воды и плавление льда: Qн = Qк.

Cв *mв *(t2 - t1) + Cв *mл *(t2 - t1)  + q *mл = U^2 *T/R.

Cв *mв *(t2 - t1) = U^2 *T/R - Cв *mл *(t2 - t1) - q *mл.

mв = (U^2 *T/R - Cв *mл *(t2 - t1) - q *mл) /Cв *(t2 - t1). 

mв = ((220 В)^2 *600 с/220 Ом - 4200 Дж/кг *°C *0,1 кг *(20 °C - 0 °C) - 3,4 *10^5 Дж/кг *0,1 кг) /4200 Дж/кг *°C *(20 °C - 0 °C) = 1,06 кг.

Ответ: первоначально в сосуде было mв = 1,06 кг воды.