Для решения задачи необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева снега до 11 °C, и затем определить, сколько дров нужно сжечь для получения этой теплоты с учетом КПД паровой машины.

Шаг 1: Нагревание снега до 0 °C

Сначала необходимо нагреть снег от -10 °C до 0 °C. Для этого используется формула:

Q1 = m * c1 * ΔT1

• m = 104 кг (масса снега)
• c1 = 2100 Дж/кг·°C (удельная теплоёмкость снега)
• ΔT1 = 0 °C - (-10 °C) = 10 °C

Подставляем значения:

Q1 = 104 кг * 2100 Дж/кг·°C * 10 °C = 2184000 Дж

Шаг 2: Плавление снега

Далее, необходимо расплавить снег, используя удельную теплоту плавления:

Q2 = m * X

• X = 330000 Дж/кг (удельная теплота плавления снега)

Подставляем значения:

Q2 = 104 кг * 330000 Дж/кг = 34320000 Дж

Шаг 3: Нагревание воды до 11 °C

Теперь необходимо нагреть полученную воду от 0 °C до 11 °C:

Q3 = m * c2 * ΔT2

• c2 = 4200 Дж/кг·°C (удельная теплоёмкость воды)
• ΔT2 = 11 °C - 0 °C = 11 °C

Подставляем значения:

Q3 = 104 кг * 4200 Дж/кг·°C * 11 °C = 4804800 Дж

Шаг 4: Общая теплота

Теперь суммируем все полученные значения теплоты:

Q_total = Q1 + Q2 + Q3

Q_total = 2184000 Дж + 34320000 Дж + 4804800 Дж = 41668800 Дж

Шаг 5: Определение необходимого количества дров

С учетом КПД паровой машины (КПД = 35 %),необходимо учитывать, что только 35 % энергии от сжигаемых дров будет использовано для нагрева:

Q_needed = Q_total / КПД

Q_needed = 41668800 Дж / 0.35 = 119052286 Дж

Шаг 6: Расчет массы дров

Теперь мы можем рассчитать массу дров, которую нужно сжечь:

m_drov = Q_needed / q

• q = 10 * 10^6 Дж/кг (удельная теплота сгорания дров)

Подставляем значения:

m_drov = 119052286 Дж / (10 * 10^6 Дж/кг) = 11.9052286 кг

Ответ: Округляя до десятых, получаем, что необходимо сжечь 11.9 кг дров.