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)
(2)
кг (3)
(4)
(5)
кг
Начнем вычислять наши неизвестные:
W=CUm^2/2=550*564^2/2=318096*550/2=87476400(не знаю, в каких единицах мне дали условие, поэтому везде буду писать обычные СИ) Дж.
CUm^2/2=LIm^2/2
Im=sqrt(CU^2/L)
Qm=CUm=550*564=310200 Кл.
Im=Qm*w(циклическая частота=Qm/sqrt(LC)
Теперь приравниваем:
sqrt(CUm^2/L)=Qm/sqrt(LC)
Um*sqrt(L/Cm)=Qm/sqrt(LC)
Теперь умножим наше уравнение на корень из C:
Um*sqrt(L)=Qm/sqrt(L)
По свойству пропорции:
UmL=Qm
L=Qm/Um=310200/564=550 Гн.
T=2п*sqrt(LC)=2п*550=3454 c.
Im=Qm/sqrt(LC)=310200/550=564 А.
ответ: L=550 Гн, T=3454 с, Im=564 А, Qm=310200 Кл=310.2 кКл, W=87476400 Дж=87476.4 кДж.