mл = 500 г = 0,5 кг.
t1 = - 20 °С.
t2 = 0 °С.
Cл = 2100 Дж/кг *°С.
rл = 3,4 *10^5 Дж/кг.
qу = 2,7 *10^7 Дж/кг.
mу - ?
Количества теплоты Q, которое необходимо для нагревания льда и его плавления, определяется формулой: Q = Cл *mл *(t2 - t1) + rл *mл.
Где C - удельная теплоемкость льда, mл - масса льда, t2, t1 - конечная и начальная температура, rл - удельная теплота плавления льда.
Количества теплоты Q, которое выделяется при сгорании угля, определяется формулой: Q = qу *mу, где qу - удельная теплота сгорания угля, mу - масса сгоревшего угля.
Cл *mл *(t2 - t1) + rл *mл = qу *mу.
mу = (Cл *mл *(t2 - t1) + rл *mл) /qу.
mу = (2100 Дж/кг *°С *0,5 кг *(0 °С - (- 20 °С) + 3,4 *10^5 Дж/кг *0,5 кг) /2,7 *10^7 Дж/кг = 0,007 кг.
ответ: для плавления льда необходимо спалить mу = 0,007 кг угля.
ответ: 49,35%
Объяснение: КПД — это отношение полезной работы к затраченной. В этой задаче полезная работа — теплота, идущая на нагрев и плавление меди, а затраченная — теплота, полученная от сжигания угля.
Масса меди — m. Масса угля — 
.
Количество теплоты, идущее на нагрев:
Q = cmΔT
Количество теплоты, идущее на плавление:
Q = λm
Всего теплоты на нагрев и плавление:
Q = cmΔT + λm
Теплота, полученная от сжигания угля:
Получаем соотношение полезной и затраченной работы:
η = 
Проведём расчёт:
η = 
= 49,3559%
Округлим до сотых: 49,3559% ≅ 49,35 %.
