Дано: V=0,1 дм^3 = 0,001 м^3; ρ(железа)=7800 кг/м^3; ρ(воды)=1000 кг/м^3; ρ(керосина)=800 кг/м^3Найти: F Найдем массу куска железа:m=ρ(железа)*V=7,8 кг. Сила тяжести куска железа:F(тяжести)=mg Сила Архимеда:F(Архимеда)=ρ(жидкости)*V*g Вниз на кусок действует сила тяжести, а вверх сила Архимеда. Разность этих сил и будет выталкивающей силой:F(В воде)=F(Архимеда)-F(тяжести)=ρ(воды)*V*g-mgF(В воде)=2,2 Н Когда вместо воды берут керосин, ρ(воды) заменятся на ρ(керосина). В этом случае:F(В керосине)=0,2 Н ответ: F(В воде)=2,2 Н; F(В керосине)=0,2 Н.
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