Răspuns: masa de combustibil ars = 0,0383 kg
Explicație:
Sunt trei fenomene ce au loc, pentru fiecare calculam transferul de caldura :
1. Gheata aflata la -40° C se incalzeste pana la 0° si absoarbe caldura Q₁
Q₁ = mc₁Δt₁
m = 3 kg
c₁ = caldura specifica gheata = 2100 J /kg k
Δt₁ = 0° - ( -40°) = 40° fiind o diferenta de temperatura, e egala numeric cu variatia in kelvin, nu trebuie sa transformam nimic
Q₁ = 3 kg x 2100 J/kg k x 40 k = 252 000 J
2. Aflata la temperatura de 0°, gheata absoarbe caldura Q₂ si se topeste, fara modificarea temperaturii. Rezulta apa la 0°C
Q₂ = mλ
m = 3 kg ( masa ramane aceeasi pe toata transformarea )
λ = caldura latenta de topire = 334 000 J /kg
Q₂ = 3 kg x 334 000 J /kg = 1 002 000 J
3. Apa se incalzeste de la 0° pana la 10 °C
Q₃ = mc₃ Δt₃
m = 3 kg
c₃ = 4200 J /kg k
Δt₃ = 10° - 0° = 10° = 10k
Q₃ = 3 kg x 4200 J /kg k x 10 k = 126 000 J
Q = Q₁ + Q₂ + Q₃
Q = 252 000 J + 1 002 000 J + 126 000 J = 1 380 000 J = 1,38 MJ
aceasta cantitate de caldura este produsa de o masa m de combustibil cu puterea calorica q = 36 MJ / kg
Q = mq
m = Q : g = 1,38 MJ : 36 MJ = 0,0383 kg
