Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
1)Согласно формуле гидростатического давления (давление жидкостей): P=ρ*g*h где ρ - плотность вещества (кг/м³), g - ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с²). h - высота столба жидкости (м).
Вычислим: плотность воды p = 1000 кг/м³.
P=1000*9,8*50=490 КПа.
2)Силы которые давят на поршень пропорциональны площадям.
F1/F2=S1/S2 Сила воздействия на поршень равна весу гири. F1=P1=m1*g F2=P2=m2*g подставляем формулу веса m1*g/m2*g=S1/S2 m1/m2=S1/S2 находим вес второй гири m2=m1*S2/S1 m2=4кг * 200см2 / 20см2=40кг
(1)
(2)
кг (3)
(4)
(5)
кг
m=10кг
р=2700 кг/м^3
V=5 дм^3
Переведем объем в м^3
5 дм^3 = 0.005 м^3
Узнаем плотность бруска
10/0.005 = 2000 кг/м^3
Полученная плотность меньше плотности взятой из справочника.
Вывод: Брусок имеет внутри полость (пустоты).