Для решения данной задачи можно использовать закон сохранения энергии.
Сначала определим количество теплоты, которое поглощает вода и лед при их перемещении от температуры 0°C до 30°C. Для воды используем формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса, c - удельная теплоёмкость, ΔT - изменение температуры.
Для льда учтем, что его температура остается 0°C и изменение фазы происходит от твёрдого состояния в жидкое состояние. Количество теплоты для льда можно определить по формуле Q = m * L, где L - удельная теплота плавления.
Суммируем полученные значения и приравниваем их к количеству теплоты, которое переходит от водяного пара объемом V при температуре 100°C к температуре 30°C. Теплоёмкостью сосуда пренебрегаем.
Таким образом, получаем следующее уравнение:
m_пар * c_пар * (100 - 30)°C = (0,8 * c_воды * (30 - 0)°C) + (0,1 * L).
Теперь можно решить это уравнение, при условии, что использованы следующие значения:
c_пар = 2,0 кДж/кг°C (удельная теплоёмкость водяного пара)
c_воды = 4,18 кДж/кг°C (удельная теплоёмкость воды)
L = 334 кДж/кг (удельная теплота плавления льда)
Подставим известные значения и найдем m_пар:
m_пар * 2,0 * (100 - 30) = (0,8 * 4,18 * 30) + (0,1 * 334)
m_пар * 70 = 100,08 + 33,4
m_пар = 1,9 кг
Таким образом, масса вводимого водяного пара равна 1,9 кг.