Начальная потенциальная энергия Еп=mgh=980*m кинетическая энергия рассчитывается по формуле Ек= m*v^2/2 есть соотношение Еп/Ек=4 его можно переписать так: 9,8*m*h/(m*v^2/2)=4 для удобства примем, что камень у нас весит 1 кг. можно любой другой вес, он всеравно сократится, просто с килограммовым камнем меньше путаницы и недопонимания. тогда формула примет такой вид: 19,6*h/v^2=4 тогда выразим высоту: h=4*v^2/19,6 потенциальная энергия килограммового камня на 100-метровой высоте 980 Дж. тогда на высоте h при которой потенциальная энергия этого камня больше кинетической в 4 раза суммарная энергия будет выглядеть так: 9,8*h+v^2/2=980 выразим v^2 и поставим в предыдущее уравнение V^2=2*(980-9,8*h) тогда h=8*(980-9,8*h)/19,6 h=(7840-78,4*h)/19,6 h=400-4*h h=400/5 h=80 (m) теперь можно подставить эту высоту в какое-нибудь уравнение и посчитать скорость v^2=2*(980-9,8*80) v^2=392 v=19,8 (м/с)
Вобщем - изменение внутренней энергии системы равно сумме из работы внешних сил и количества теплоты, которое эта система получила из вне или отдала. записывается это так: dU = A + Q. теперь представим, что система у нас изолированная, т.е. А=0 и Q=0, тогда и изменение внутренней энергии системы dU = 0. говоря, простым языком если система у нас состоит из одного единственного тела и она изолирована, то его температура все время будет постоянной. если же система состоит допустим из двух тел и одно более горячее чем другое, то при соприкосновении этих тел тепловая энергия будет передаваться от более нагретой тела к телу менее нагретому до тех пор, пока их температуры не сравнится, при этом количество теплоты, отданное более горячим телом будет в точности равняться количеству теплоты, полученному телом менее горячим. записать это можно так: Qп = Qo это и есть уравнение теплового баланса для изолированной системы.
Греем воду
Q₁ = c*m*(t₂-t₁) = 4200*5 *100 = 2,1*10⁶ Дж
2)
Испаряем воду:
Q₂ = r*m = 2,3*10⁶*5 = 11,5*10⁶ Дж
3)
Общее количество теплоты:
Q = Q₁+Q₂ = (2,1+11,5)*10⁶ = 13,6*10⁶ Дж