Тонкостенный сосуд содержит смесь льда и воды, находящуюся при температуре 0 °С. Масса льда 350 г, а масса воды 550 г. Сосуд начинают нагревать на горелке мощностью 1,5 кВт. Сколько времени понадобится, чтобы довести содержимое сосуда до кипения? Потерями теплоты и удельной теплоёмкостью сосуда, а также испарением воды можно пренебречь

Для нахождения теплоты, потребовавшейся для доведения взятой смеси до кипения, будем использовать равенство: N * t = Q (теплота) = λ * mл + Св * (mл + mв) * (tкип - t), откуда t = (λ * mл + Св * (mл + mв) * (tкип - t)) / N.

Постоянные и переменные: λ - удельная теплота плавления льда (λ = 3,4 * 10⁵ Дж/кг); mл - масса льда (mл = 350 г = 0,35 кг); Св - удельная теплоемкость воды (Св = 4200 Дж / (кг*К)); mв - масса воды (mв = 550 г = 0,55 кг); tкип - температура кипения (tкип = 100 ºС); t - температура льда и воды до нагрева (t = 0 ºС); N - мощность горелки (N = 1,5 кВт = 1500 Вт).

Расчет: t = (λ * mл + Св * (mл + mв) * (tкип - t)) / N = (3,4 * 10⁵ * 0,35 + 4200 * (0,35 + 0,55) * (100 - 0)) / 1500 = 331,3 с ≈ 5,52 мин.

Ответ: Понадобится 5,52 мин времени.