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:
Чем больше энергия тела, тем большую работу тело может совершить. Например, работа силы упругости пружины. Возьмем две пружины одинаковой жесткости. Прикрепим их на дверь. Сожмем их по-разному (по-разному отклонив дверь, сжимая пружину). Наши системы дверь-пружина накопили энергию. Теперь отпустим, высвободив энергию. Там, где пружина была сжата больше, высвободилась большая энергия и дверь сильнее и быстрее захлопнулась, совершив работу по перемещению двери в исходное положение. Значит работа и энергия связаны.
(1)
(2)
кг (3)
(4)
(5)
кг
