Чтобы решить эту задачу, нам нужно рассмотреть несколько этапов, связанных с изменением состояния льда в воду и нагревом этой воды. Давайте разберем шаги, которые нам необходимо выполнить.

Для начала нам нужно рассчитать количество энергии, необходимое для плавления 2 кг льда при 0 °С в воду при 0 °С. Для этого используем формулу:

• Q1 = m * L,

где:

• Q1 - количество теплоты, необходимое для плавления льда,
• m - масса льда (2 кг),
• L - удельная теплота плавления льда (приблизительно 334 кДж/кг).

Подставим значения:

• Q1 = 2 кг * 334 кДж/кг = 668 кДж.

Теперь нам нужно рассчитать количество энергии, необходимое для нагрева получившейся воды от 0 °C до 100 °C. Для этого используем формулу:

• Q2 = m * c * ΔT,

где:

• Q2 - количество теплоты, необходимое для нагрева воды,
• c - удельная теплоемкость воды (приблизительно 4,18 кДж/(кг·°C)),
• ΔT - изменение температуры (100 °C - 0 °C = 100 °C).

Подставим значения:

• Q2 = 2 кг * 4,18 кДж/(кг·°C) * 100 °C = 836 кДж.

Теперь найдем общее количество энергии, необходимое для выполнения всей задачи:

• Qtotal = Q1 + Q2 = 668 кДж + 836 кДж = 1504 кДж.

Поскольку горелка имеет КПД 25%, это означает, что только 25% энергии, выделяемой при сжигании керосина, будет использовано для нагрева. Поэтому фактическое количество энергии, которое нужно получить от горелки, будет больше:

• Qгорелки = Qtotal / КПД = 1504 кДж / 0,25 = 6016 кДж.

Теперь нам нужно узнать, сколько керосина нужно сжечь, чтобы получить 6016 кДж энергии. Удельная теплота сгорания керосина составляет приблизительно 43 кДж/кг. Мы можем использовать формулу:

• mкеросина = Qгорелки / Qсгорания,

где:

• Qсгорания - удельная теплота сгорания керосина (43 кДж/кг).

Подставим значения:

• mкеросина = 6016 кДж / 43 кДж/кг ≈ 139 кг.

Таким образом, для превращения 2 кг льда в воду при 100 °C необходимо сжечь приблизительно 139 кг керосина на горелке с КПД 25%.