Чему была равна температура содержимого чайника к концу 4-й минуты? Ответ

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания снега от -15°C до 0°C:
   \[Q_1 = c_1 \cdot m \cdot \Delta t = 2100 \cdot 0.9 \cdot (0 - (-15)) = 28350 \,\text{Дж}\]
2. Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления снега:
   \[Q_2 = \lambda \cdot m = 340000 \cdot 0.9 = 306000 \,\text{Дж}\]
3. Шаг 3: Рассчитаем количество теплоты, полученное чайником за 4 минуты:
   \[P = 1200 \,\text{Вт} = 1200 \,\text{Дж/с} \\ t = 4 \,\text{мин} = 240 \,\text{с} \\ Q = P \cdot t = 1200 \cdot 240 = 288000 \,\text{Дж}\]
4. Шаг 4: Сравним количество теплоты, полученное чайником, с необходимым для нагрева и плавления:
   \[Q_1 = 28350 \,\text{Дж} < 288000 \,\text{Дж} \\ Q_1 + Q_2 = 28350 + 306000 = 334350 \,\text{Дж}\]
   Так как Q < Q_1 + Q_2, не весь снег растает. Сначала снег нагреется до 0°C, а затем начнет плавиться.
5. Шаг 5: Определим, сколько теплоты пойдет на плавление:
   \[Q - Q_1 = 288000 - 28350 = 259650 \,\text{Дж}\]
6. Шаг 6: Определим, какая часть снега растает:
   \[m_{melt} = \frac{259650}{\lambda} = \frac{259650}{340000} = 0.76 \,\text{кг}\]
   Так как не весь снег растаял, температура содержимого чайника будет 0°C.

Ответ: 0 °C