Краткое пояснение: Необходимо рассчитать общее количество теплоты, необходимое для нагревания снега, плавления льда и нагрева воды до 100°C, а затем вычислить время работы нагревателя.
Пошаговое решение:
- Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания снега от -15°C до 0°C:
\[Q_1 = c_1 \cdot m \cdot \Delta t = 2100 \cdot 0.9 \cdot (0 - (-15)) = 28350 \,\text{Дж}\] - Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления снега:
\[Q_2 = \lambda \cdot m = 340000 \cdot 0.9 = 306000 \,\text{Дж}\] - Шаг 3: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 0°C до 100°C:
\[Q_3 = c_2 \cdot m \cdot \Delta t = 4200 \cdot 0.9 \cdot (100 - 0) = 378000 \,\text{Дж}\] - Шаг 4: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар:
\[Q_4 = L \cdot m = 2300000 \cdot 0.9 = 2070000 \,\text{Дж}\] - Шаг 5: Рассчитаем общее количество теплоты:
\[Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 28350 + 306000 + 378000 + 2070000 = 2782350 \,\text{Дж}\] - Шаг 6: Рассчитаем время, необходимое для нагрева:
\[P = 1200 \,\text{Вт} = 1200 \,\text{Дж/с} \\ t = \frac{Q}{P} = \frac{2782350}{1200} = 2318.625 \,\text{с} \\ t = \frac{2318.625}{60} = 38.64 \,\text{мин}\]
Ответ: 39 минут