Для решения этой задачи необходимо рассмотреть несколько этапов: нагревание льда до 0 °C, плавление льда, нагревание воды до 100 °C, и парообразование при 100 °C.
- Нагревание льда:
$$Q_1 = c_\text{л}m(t_2 - t_1)$$, где:
$$c_\text{л}$$ – удельная теплоемкость льда (примерно $$2100 \text{ Дж/(кг·°С)}$$),
$$m$$ – масса льда (2 кг),
$$t_1$$ – начальная температура (-10 °C),
$$t_2$$ – конечная температура (0 °C).
$$Q_1 = 2100 \text{ Дж/(кг·°С)} \cdot 2 \text{ кг} \cdot (0 \text{ °С} - (-10 \text{ °С})) = 2100 \cdot 2 \cdot 10 = 42000 \text{ Дж}$$
- Плавление льда:
$$Q_2 = \lambda m$$, где:
$$\lambda$$ – удельная теплота плавления льда (примерно $$3.3 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг}$$),
$$m$$ – масса льда (2 кг).
$$Q_2 = 3.3 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 660000 \text{ Дж}$$
- Нагревание воды:
$$Q_3 = c_\text{в}m(t_2 - t_1)$$, где:
$$c_\text{в}$$ – удельная теплоемкость воды ($$4200 \text{ Дж/(кг·°С)}$$),
$$m$$ – масса воды (2 кг),
$$t_1$$ – начальная температура (0 °C),
$$t_2$$ – конечная температура (100 °C).
$$Q_3 = 4200 \text{ Дж/(кг·°С)} \cdot 2 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °С} - 0 \text{ °С}) = 4200 \cdot 2 \cdot 100 = 840000 \text{ Дж}$$
- Парообразование:
$$Q_4 = Lm$$, где:
$$L$$ – удельная теплота парообразования воды ($$2.26 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}$$),
$$m$$ – масса воды (2 кг).
$$Q_4 = 2.26 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 2 \text{ кг} = 4520000 \text{ Дж}$$
- Общее количество теплоты:
$$Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 42000 \text{ Дж} + 660000 \text{ Дж} + 840000 \text{ Дж} + 4520000 \text{ Дж} = 6062000 \text{ Дж} = 6.062 \text{ МДж}$$
Ответ: 6.062 МДж