Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
1) Строим график. Перемещение равно разности конечной и начальной координаты х(0)=1 х(3)=3³-3*3+1=27-9+1=19 s=19-1=18 По графику видно, что пройденный путь равен сумме модулей перемещений и в одну и в другую стороны S=|-1-1|+|19-(-1)|=2+20=22 ответ: путь 22 м; перемещение 18 м
2) Средняя скорость – это скорость, двигаясь с которой равномерно тело совершит то же самое перемещение за то же время v=s/t=18/3=6 Скорость есть производная от координаты v=3t²-3 Начальная скорость v₁=-3 Конечная скорость v₂=3*3²-3=24 Среднее ускорение а=( v₂- v₁)/t=(24-(-3))/3=9 ответ: 6 м/с; 9 м/с²
3) Формула скорости была получена ранее Ускорение есть производная скорости a=6t По полученным формулам считаем скорость и ускорение при t=1 v(1)=3*1²-3=0 a(1)=6*1=6 ответ: 0; 6 м/с²
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.