Бщее колв-о теплоты состоит из затраченного колв-а теплоты на нагрев и выкипание воды : Q=Q1+Q2
Для начала найдем кол-во теплоты, которая затрачена на нагрев воды до t кипения (100 градусов) : Q1 = c*m*Δt= c*m(t2-t1); (c- удельная теплоемкость = 4200 Дж/кг, m - масса воды, которую нагреваем) Q1 = 4200*0,4(100-20) = 134 400 Дж = 134,4 кДж
Теперь находим затраченную теплоту на выкипание воды : Q2 = L*m (L - удельная теплота парообразования воды = 2260*10^3 Дж/кг, m - масса выпаренной воды ) Q2=2260*10^3*40*10^-3 = 90 400 Дж = 90,4 кДж
Позначимо кінетичну й потенціальну енергію каменя в момент кидання
енергію Еко й Епо відповідно, а на висоті h - Ек1 й Еп1. Тоді відповідно до закону збереження енергії: Еко + Епо = Ек1 + Еп1
На висоті h відповідно до умови Ек1 = Еп1. Зважаючи на це, перепишемо закон збереження енергії в такий б:
Еко + Епо = Ек1 + Еп1 = 2 Еп1
Еко = m ύ0
2/2 Епо = 0 (потенціальна енергія на нульовому рівні)
Еп1 =2mgh Отримаємо: m ύ0 2 /2 + 0 = 2mgh або : ύ0 2 = 4gh
Звідси отримаємо висоту: h = ύ0 2 : 4g
Перевіримо одиниці вимірювання: [ h ] = м2 /с2 : м/ с2 = м
Обчислимо висоту: h = 100 /4·10 = 2,5 м
Відповідь: h = 2,5 м