Запишем формулу коэфициента полезного действия (КПД) \( е = \frac{Q_{p}}{Q_{z}}*100\ \% \) где Q(p) - переданное количество теплоты ( (Дж), Q(z) - затраченое количество теплоты (Дж).
\( Q_z = q*m_d \) где q - удельная теплота сгорания (Дж/кг), m(д) - неоходимаая масса дров (кг).
\( Q_1 = c_1*m_1(t_2-t_1) \) - количество теплоты, необходимое для нагрева льда, до температуры плавления.
\( Q_2 = Y*m_2 \) - количество теплоты, нобходимое для плавления льда.
\( Q_3 = c_1*m_2(t_2-t_1) \) - количество теплоты, необходимое для нагрева полученной из льда воды до точки кипения.
Получаем что: \( Q_p = Q_1+Q_2+Q_3 \).
Данные формулы подставляем в формулу КПД.
\( е =\frac{m_1*c_1(t_2-t_1)+Ym_2+c_3*m_3(t_2-t_1)}{q*m_d} \) ⇒ отсюда
\( m_d = \frac{m_1(c_1(t_2-t_1)+Y+c_3(t_2-t_1)}{q*е} \)
µ - коэфициент полезного действия = 30 %.
m₁ - масса льда = 2 кг.
t₁ - первоначальная температура = 0 *C.
t₂ - конечная температура = 100 *С.
q - удельная теплоты сгорания дров = 10⁷ Дж/кг.
с₁ - удельная теплоёмкость льда = 2100 Дж/кг·*С
с₃ - удельная теплоёмкость воды = 4200 Дж/кг·*С
Y - удельная теплота плавления льда = 3,3*10⁵ Дж/кг.
Подставляем численные данные и вычисляем ⇒
\( m_d = \frac{2*(2100*100+3,3*10^5+4200*0,2*100)}{0,3*10^7} \approx 21924(kg). \)
Ответ: Необходима 21924 кг дров.