Дано:
m = 300 г = 0,3 кг
t = -10 °С
c = 2100 Дж/(кг·°C)
L = 330 кДж/кг = 330 000 Дж/кг
Найти:
Q - ?
Чтобы растопить 300 г льда, взятого при температуре -10 °С, нужно, чтобы лед сначала нагрелся до температуры плавления ( 0°С ), а затем полностью растаял. Эти процессы можно записать с уравнений теплового баланса.
1) Нагрев от -10 °C до 0 °C
Q₁ = c·m·Δt = 2100·0,3·10 = 6 300 Дж
2) Плавление при температуре 0 °C
Q₂ = L·m = 330 000·0,3 = 99 000 Дж
Тогда, суммарное кол-во теплоты равно:
Q = Q₁ +Q₂ = 6 300 + 99 000 = 105 300 Дж = 105,3 кДж
Q = 105,3 кДж
Плотность стали:
ρ(ст.) = 7800 кг/м³
Объем цилиндра:
V₀ = m/ρ(ст.) = 0,312 : 7800 = 0,00004 (м³)
Объем погруженной части:
V = V₀/2 = 0,00002 (м³)
Выталкивающая сила, действующая на цилиндр:
F(a) = ρgV, где ρ = 1000 кг/м³ - плотность воды
g = 10 H/кг - ускор. своб. падения
V = 0,00002 - объем погруж. части
Тогда: F(a) = 1000 · 10 · 0,00002 = 0,2 (H)