Предположим, весь лед растает. На это потребуется 680 кДж. Горячая вода может остыть только до 0, отдав при этом 378 кДж. С учетом потерь - 341 кДж Значит весь лед растопить не удастся. Для нагревания на 5 градусов 2 кг льда нужно 2100*2*5=21 кДж (уд. теплоемкость льда 2100 Дж/(кг*К) ) Вся остальная теплота (341-21=320 кДж) уйдет на плавление части льда. Расплавить мы сумеем 320/340=0.94 кг льда. В результате получим равновесную систему лед+вода при температуре 0 градусов, в которой будет 1,94 кг воды и 1,06 кг льда
Кинематический подход. Горизонтальная составляющая Vx вектора скорости неизменна и равна начальной горизонтальной скорости V0: Vx = V0. Скорость в момент падения V слагается из горизонтальной Vx и вертикальной Vy: V^2 = Vx^2 + Vy^2 откуда Vy^2 = V^2 - Vx^2 = V^2 - V0^2. Время падения t0 находим из соотношения: g = Vy/t0 => t0 = Vy/g = sqrt(V^2 - V0^2) Начальную высоту определяем из h0 = gt0^2/2 h0 = gVy^2/(2g^2) = (V^2 - V0^2)/(2g) = 1.8 м = 18 дм
Динамический подход. Возрастание кинетической энергии T - T0 = mV^2/2 - mV0^2/2 есть результат работы силы тяжести: mgh0 = mV^2/2 - mV0^2/2, откуда h0 = (V^2 - V0^2)/(2g) = (100 - 64)/20 = 1.8 м = 18 дм
m=400г=0,4кг
c=920 Дж/кг*C
t2-t1=30
Q-?
Решение:
Q=cm(t2-t1)
Q=920*0,4*30=11040Дж=11,04кДж