На абсолютно гладком столе находятся два бруска массами m1 = 500 г и m2 = 300 г, связанные невесомым резиновым жгутом. В некоторый момент бруски движутся относительно друг друга с ускорением a = 8 м/с2 . Чему равно в этот момент ускорение каждого бруска относительно стола?
Сначала нам нужно определить количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы он растаял. Для этого мы можем использовать формулу Q = m * L, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота плавления. Для воды удельная теплота плавления равна 334 кДж/кг, а для железа она равна 13,8 кДж/кг.
Количество теплоты, необходимое для плавления льда, можно рассчитать следующим образом:
Q_льда = m_льда * L_льда
Q_льда = 5 г * 334 кДж/кг
Q_льда = 1670 кДж
Теперь нам нужно рассчитать количество теплоты, которое отдаст железо при охлаждении от его начальной температуры до минимальной температуры плавления льда. Мы можем использовать формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Количество теплоты, отдаваемое железом, можно рассчитать следующим образом:
Q_железа = m_железа * c_железа * ΔT
Q_железа = 70 г * 0,45 кДж/(кг * °C) * ΔT
В равновесии количество теплоты, отдаваемое железом, должно быть равно количеству теплоты, необходимому для плавления льда:
Q_железа = Q_льда
Подставив значения, получим:
70 г * 0,45 кДж/(кг * °C) * ΔT = 1670 кДж
Теперь можно решить уравнение относительно ΔT:
ΔT = 1670 кДж / (70 г * 0,45 кДж/(кг * °C))
ΔT = 1670 / (70 * 0,45)
ΔT = 1670 / 31,5
ΔT ≈ 53 °C
Таким образом, минимальная температура железного болта должна быть около -53 °C, чтобы весь лед растаял в калориметре.
Важно отметить, что данное решение предполагает, что тепловыми потерями можно пренебречь и что проведение тепла между льдом и железом происходит только через их касание.