Нагрев вызывает тепловое расширение спицы. Так как длина спицы намного больше ее диаметра, то можно рассматривать увеличение длины спицы, как линейное расширение спицы при нагреве.
Коэффициент линейного расширения стали, как материала, из которого изготовлена спица, достаточно велик: α = 20*10⁻⁶ °C⁻¹ Температура пламени свечи около 1400°C Предположим, что длина плеча весов L₀ = 0,5 м Тогда увеличение длины спицы при нагреве составит: ΔL = αL₀*Δt = 20*10⁻⁶*0,5*1380 = 13,8*10⁻³ (м) = 13,8 мм
Конечно, реальное увеличение длины будет намного меньше, так как до температуры 1400°С нагревается лишь маленький участок спицы, попадающий в пламя свечи, Но общего увеличения длины плеча хватает на то, чтобы изменить равновесие в сторону удлинившегося плеча: FL₁ < F(L₁+ΔL)
Для начала найдем сколько тепла может забрать лед и сколько может отдать вода. Qл=Cл*Мл*дТл=2100*0.2*20=8400 Дж, столько тепла лед заберет пока нагреется до 0 градусов Теплоемкость плавления льда равна 335 000 Дж/кг Qп=335 000*0.2=67 000 Дж
Qв=Cв*Мв*дТв=4200*0.5*10=21 000 Дж, столько тепла вода может отдать при охлаждении до 0 градусов.
Так, как для плавления льду требуется гораздо больше тепла, чем ему может отдать вода, часть льда растает, а часть будет находится в состоянии равновесия в остывшей до 0 градусов воде. Температура в сосуде будет 0 градусов.
Коэффициент линейного расширения стали, как материала, из которого изготовлена спица, достаточно велик: α = 20*10⁻⁶ °C⁻¹
Температура пламени свечи около 1400°C
Предположим, что длина плеча весов L₀ = 0,5 м
Тогда увеличение длины спицы при нагреве составит:
ΔL = αL₀*Δt = 20*10⁻⁶*0,5*1380 = 13,8*10⁻³ (м) = 13,8 мм
Конечно, реальное увеличение длины будет намного меньше, так как до температуры 1400°С нагревается лишь маленький участок спицы, попадающий в пламя свечи, Но общего увеличения длины плеча хватает на то, чтобы изменить равновесие в сторону удлинившегося плеча:
FL₁ < F(L₁+ΔL)