Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить, сколько энергии потребуется для превращения 1,5 кг льда в пар, и затем рассчитать, сколько угля потребуется для получения этой энергии с учетом КПД печи.

Шаг 1: Рассчитаем необходимую энергию для превращения льда в пар.

• Сначала нам нужно нагреть лед до 0 градусов. Для этого потребуется:
• Затем, мы должны расплавить лед, используя удельную теплоту плавления льда (Lпл = 334 кДж/кг).
• После этого, нам нужно нагреть получившуюся воду до 100 градусов.
• Затем, мы должны превратить воду в пар, используя удельную теплоту парообразования (Lпар = 2260 кДж/кг).

Теперь давайте посчитаем каждую из этих частей:

1. Энергия для нагрева льда до 0 градусов: Q1 = m * c * ΔT. Для льда c = 2,1 кДж/(кг·К), ΔT = 0, поэтому Q1 = 0.
2. Энергия для плавления льда: Q2 = m * Lпл = 1,5 кг * 334 кДж/кг = 501 кДж.
3. Энергия для нагрева воды от 0 до 100 градусов: Q3 = m * c * ΔT, где c = 4,2 кДж/(кг·К), ΔT = 100. Поэтому Q3 = 1,5 кг * 4,2 кДж/(кг·К) * 100 = 630 кДж.
4. Энергия для превращения воды в пар: Q4 = m * Lпар = 1,5 кг * 2260 кДж/кг = 3390 кДж.

Теперь сложим все энергии:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 0 + 501 кДж + 630 кДж + 3390 кДж = 4521 кДж.

Шаг 2: Рассчитаем, сколько угля нужно сжечь.

Учитывая КПД печи, мы должны учесть, что не вся энергия, полученная от сжигания угля, будет использована для нагрева. Эффективная энергия, которую мы получим от сжигания угля, составит:

Qэфф = Q / КПД = 4521 кДж / 0,6 = 7535 кДж.

Теперь можем рассчитать, сколько угля нужно сжечь:

Энергия, выделяемая при сгорании угля: Qуголь = удельная теплота сгорания * масса угля.

30 МДж/кг = 30000 кДж/кг. Таким образом, масса угля (mуголь) будет равна:

mуголь = Qэфф / удельная теплота сгорания = 7535 кДж / 30000 кДж/кг ≈ 0,2512 кг.

Ответ: Для превращения 1,5 кг льда в пар необходимо сжечь примерно 0,25 кг каменного угля.