1) нагревание льда от -10 гр. до температуры плавления.
с(льда)=2100 Дж/кг*°С
Q1=c*m*Δt; Δt=(tпл - t1)
Q1=2100 * 0,358 * (0 - (-20))=
21 * 358*2=15 036 Дж=15,036 кДж
2) плавление льда
λ(льда)=340 кДж/кг
Q2=λm=340 000 Дж/кг * 0,358 кг=340 * 358=121 720 Дж=121,72 кДж
3) нагревание воды от 0 до 20°С
с(воды)=4200 Дж/кг*°С
Q3=c*m*Δt; Δt=t2 - tпл.
Q3=4200 * 0,358 * (20 - 0)=42*358*2=30 072 Дж=30,072 кДж.
4) охлаждение воды от 20°С до 0
Q4=Q3=30,072 кДж
5) кристаллизация воды
Q5=Q2=121,72 кДж
6) охлаждение образовавшегося льда от 0 до -20°С
Q6=Q1=15,036 кДж.
При нагревании льда и воды затрачивается столько же тепла, сколько потом выделяется при их охлаждении. Формула одинаковая и значение величин одинаковые (масса, разность температур и удельная теплоемкость воды и льда).
При плавлении и кристаллизации воды поглощается и выделяется одинаковое количество тепла по той же причине.
1.
Первый этап движения тела - подъём на высоту Н.
Vo вв - начальная скорость при движении вверх
Vк вв = 0 - конечная скорость тела при движении вверх
g - ускорение свободного падения
V(t) = Vo вв - gt - зависимость скорости от времени t
При t = t вв Vк вв = 0, тогда Vo вв = gt вв.
Н = Vo · t вв - gt вв²/2 = gt вв² - gt вв²/2 = gt вв²/2, тогда
t вв = √(2Н/g). - время подъёма на максимальную высоту
Теперь рассмотрим 2-й этап движения - падение с высоты Н
H = Vo вн · t вн + gt вн²/2
Vo вн = 0 - начальная скорость тела при падении, поэтому
H = gt вн²/2 и
t вн = √(2Н/g) - время падения тела с высоты Н
Полное время движения t = t вв + t вн = 2√(2Н/g) вдвое больше времени t вв подъёма, что и требовалось доказать.
2.
Vo вв = gt вв - начальная скорость при движении тела вверх
Vк вн = gt вн - конечная скорость падения тела
Поскольку t вв = t вн, то и Vк вн = Vк вв = 15м/с
1 час = 3600 секунд
В итоге, скорость = 18 км/3600 с
18:3600*100=0,5 км