m(золота)=200гр=0,2 кг
V(ртути)= 3л = 3000 См³
V(воды)= 3л = 3000 См³
ρ(воды)=1 г/см³
ρ(ртути)=13,60 г/см³
g = 10 Н/кг
F₁-?
F₂-?
F₃-?
2) РешениеF(тяжести)=m*gF₁-сила тяжести на кусок золота массой 200 гр F₁=m(золота)*g=0,2*10=2 Н(ньютона)F₂-сила тяжести на воду об ёмом 3 лF₂=m(воды)*gm(воды)=ρ(воды)*V(воды)=1*3000 =3000 гр=3 кг⇒F₂=3*10=30 Н(ньютона)F₃-сила тяжести на ртуть об ёмом 3 лF₃=m(ртути)*gm(ртути)=ρ(ртути)*V(ртути)=13,60*3000 =40800 гр=40,8 кг⇒F₃=40,8*10=408 Н(ньютона)3) ответ
F₁=2 Н(ньютона)F₂=3*10=30 Н(ньютона)F₃=40,8*10=408 Н(ньютона)
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин