2)Сначала вычислим кол. теплоты, необходимое, чтобы нагреть лед до температуры плавления:
Q1=c1*m*(t2 - t1). ( c1 -удельная теплоемкость льда=2100Дж/кг*град, m-масса=2кг, t1-начальная температура льда= -5град, t2 -температура плавления льда=0град).
Q1=2100*2*( 0 - (-5))=21000Дж.
Теперь кол. теплоты, затраченное на плавление:
Q2=лямбда*m. ( лямбда - удельная теплота плавления=334000Дж/кг.)
Q2=334000*2=668000Дж.
Теперь количество теплоты, затраченное на нагревание воды от 0 град, до t3=20град).
Q3=c2*m*(t3 - t2). (c2-удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град).
Q3=4200*2*(20 - 0)=168000Дж.
Общее затраченное кол. теплоты = сумме:
Q=Q1+Q2+Q3.
Q=21000+668000 + 168000=857000Дж. (857кДж).
Хотя условия сформулированы нечетко, будем полагать, что 200 кг- масса самой лодки без мальчика, а скорость прыжка мальчика дана относительно лодки.
Тогда, ее импульс вместе с мальчиком до его прыжка
p=mv=200кг·2м/с+50кг·2м/с+=400+100=500 кг·м/с
Выпрыгнув против движения, мальчик имеет в неподвижной системе координат скорость 4-2=2 м/с и импульс p=mv=50кг·2м/с=100 кг·м/с
По закону сохранения импульса, такой же импульс прибавляется у лодки.
В то же время, она лишилась прежнего импульса сидевшего в ней мальчика 100 кг·м/с, численно равного прибавке импульса от его прыжка.
Поэтому, импульс лодки остался 500 кг·м/с, а ее новая скорость v=p/m=500 кг·м/с / 200 кг= 2.5 м/с