Пусть V – полный объем льдины, x – объем подводной части льдины.
По закону Архимеда на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу жидкости в объеме погруженной части тела.
Объем погруженной части льдины – x куб. м.
Средняя плотность морской воды 1025 кг/куб. м.
Вес x куб. м. воды: P =1025xg
Этот вес, согласно третьему закону Ньютона, равен силе тяжести, действующей на льдину:
P = mg = pVg
где p = 916 кг/куб. м. - плотность льда (при 0 градусов). V – общий объем льдины.
Приравниваем обе силы
1025xg = 916Vg,
1025x = 916V
Тогда доля подводной части x/V от общего объема льдины V равна:
x/V = 916 / 1025 = 0,89
Тогда доля надводной части льдины равна:
1-x/V = 0,11 - то есть приблизительно одна десятая от полного объема льдины
Дано:
m ( ал.каст.)=300г
t1=40 °С
t2=100 °С
c ( воды )=4200 Дж/кг*°С
Q=142560 Дж
m ( воды )=?
Решение:
Решаем по формуле Q=cm(t2-t1),-от отсюдова находим " m " -по законам математики! Получим-m=Q/c(t2-t1):
Подставляем значения и получим:
m=142560 Дж / 4200 Дж/кг*°С*( 100 °С - 40 °С)=142560 Дж/4200 Дж/кг*°С*60°С=142560 Дж / 252000 Дж/кг=0,5657кг =565,7г ( воды )
А вместе с алюминиевой кастрюлей:
565,7г ( воды ) + 300г ( ал.каст. ) =865,7г
ответ: m ( воды без кастрюли ) =565,7г ( воды ); а с кастрюлей =865,7г.