Для превращения льда при температуре -10 градусов в водяной пар при температуре 100 градусов необходимо пройти через несколько этапов: сначала нагреть лед до 0 градусов, затем превратить его в воду при 0 градусах, и затем вскипятить эту воду до 100 градусов.

Для каждого из этих этапов необходимо определенное количество теплоты. В данном случае для каждого грамма льда при необходимо 334 Дж теплоты, для каждого грамма воды - 2260 Дж теплоты, и для каждого грамма водяного пара - 2260 Дж теплоты.

Так как нам дано, что мы можем взять 2,5 кг каменного угля (2500 г), то мы можем определить общее количество теплоты, которое этот уголь способен выделить. После чего мы сможем определить, сколько граммов льда можно превратить в водяной пар.

Предположим, что мы имеем идеальное тепловое устройство, которое способно выделять всю свою теплоту только на нагревание и испарение льда. В таком случае общее количество теплоты, которое уголь выделит, равно:

Q = m c ΔT,

где:

m - масса каменного угля в килограммах,c - удельная теплоемкость каменного угля в Дж/кг*К,ΔT - изменение температуры в градусах Цельсия.

Теплоемкость каменного угля обычно составляет около 24 Дж/(г*К). Теперь мы можем вычислить общее количество теплоты:

Q = 2500 г 24 Дж/(гК) * T = 60000 T Дж.

Далее, учитывая удельную теплоту плавления льда (334 Дж/г) и удельную теплоту испарения воды (2260 Дж/г), мы можем рассчитать, сколько граммов льда мы сможем превратить в водяной пар.

Например, если мы рассмотрим превращение льда в воду при 0°С, нужно будет 334 Дж всместо углерода.