При сгорании угля выделилось количество теплоты, при помощи которого полностью растопили 2 кг льда, изначально находившегося при температуре −10 °C. Какую массу угля сожгли?

Для численного ответа принимаем стандартные значения: удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/(кг·°C), удельная теплота плавления льда 334 000 Дж/кг, удельная теплота сгорания каменного угля 27 000 000 Дж/кг; потери тепла отсутствуют.

Сначала нагреваем лёд до 0 °C: \(Q_1=mc\Delta t=2\cdot2100\cdot10=42\,000\) Дж.

Затем плавим его: \(Q_2=\lambda m=334\,000\cdot2=668\,000\) Дж.

Всего требуется \(Q=Q_1+Q_2=710\,000\) Дж. Масса угля: \(m_{угля}=\frac{Q}{q}=\frac{710\,000}{27\,000\,000}\approx0.0263\) кг.

Ответ: примерно 0,026 кг (26 г) угля.