1. По условию плавания тел, сила тяжести человека и льдины должна быть равна архимедовой силе, действующей на эту льдину.
Fa=Fтяж чел+Fтяж льдины
Fтяж чел= mg=70кг х 10Н/кг = 700Н
Fтяж льдины= m(льдины)g=p(льда)V(льдины)g
Fa=p(воды)V(льдины)g
Fтяж чел=Fa-Fтяж льдины=p(воды)V(льдины)g-p(льда)V(льдины)g=V(льдины)g х (p(воды)-p(льда)), отсюда
V(льдины)=Fтяж чел / (g(p(воды)-p(льда)))=700Н /(10Н/кг(1000кг/м3-920кг/м3))=700Н /(10Н/кг х 80кг/м3)=0,875м3
V(льдины)=S(льдины)h, S(льдины)=V(льдины)/h=0,875м3/0,25м=3,5 м2
2. Дано: V=10000 м3 p1=0,18 кг/м3 p2=0,74 кг/м3 M- ?
M*g + p1*g*V = p2*g*V
M= V*(p2-p1)=10000*(0,74-0,18)=5600 кг
Q = 17 кДж = 17000 Дж.
A = 50 кДж = 50000 Дж.
ΔU - ?
Согласно первому закону термодинамики количество теплоты Q, которое передается газу идет на увеличение внутренней энергии ΔU или на выполнение работы над внешними силами А: Q = ΔU + А.
ΔU = U2 - U1.
U2 - U1 = Q - А.
U2 - U1 = 17000 Дж - 50000 Дж = - 33000 Дж.
Из соотношения видим, что внутренняя энергия газа уменьшилась на 33000 Дж.
Так как внутренняя энергия зависит от температуры, то при выполнении работы газ газ охладел.
ответ: внутренняя энергия газа уменьшалась на ΔU = 33000 Дж, г