Толщина слоя керосина равна 32 мм
Объяснение:
S = 15 см² = 15·10⁻⁴ м² - площадь пластинки льда
h = 64 мм = 64·10⁻³ м - высота пластинки льда
ρ₁ = 900 кг/м³ - плотность льда
ρ₂ = 1000 кг/м³ - плотность воды
ρ₃ = 800 кг/м³ - плотность керосина
h₃ - ? - толщина слоя керосина
Сила тяжести пластинки льда
Р = ρ₁ · g · S · h
Архимедова сила, выталкивающая пластинку состоит из двух
F = F₂ + F₃
Архимедова сила, выталкивающая часть пластинки. находящейся в керосине F₃ = ρ₃ · g · S · h₃
Архимедова сила, выталкивающая часть пластинки. находящейся в воде F₂ = ρ₂ · g · S · (h - h₃)
F = ρ₃ · g · S · h₃ + ρ₂ · g · S · (h - h₃)
Сила F уравновешивает силу тяжести пластинки льда F = P
ρ₃ · g · S · h₃ + ρ₂ · g · S · (h - h₃) = ρ₁ · g · S · h
ρ₃ · h₃ + ρ₂ · (h - h₃) = ρ₁ · h
ρ₃ · h₃ + ρ₂ · h - ρ₂ · h₃ = ρ₁ · h
ρ₃ · h₃ - ρ₂ · h₃ = ρ₁ · h - ρ₂ · h
h₃ (ρ₃ · ρ₂) = h (ρ₁ - ρ₂)
h₃ = h (ρ₁ - ρ₂) : (ρ₃ · ρ₂)
h₃ = 0,064 · (900 - 1000) : (800 - 1000) = 0,032 (м) = 32 мм
Найдем массу воды m1 =PV = 0.1 кг, выделившаеся теплота при остывании стакана Q1 = cmt (где t - разность температур ,то есть t = 100, т.к. охлаждение происходило от 100 до 0 градусов) = 42000 ДЖ .Тогда вся энергия пойдет на потенциальную энергию гири ,т.е Q1 = mgh(где m - масса гири , h - высота на которую поднимется гиря)2% от Q1 =840 дж ,отсюда h = Q1/(mg) = 203,9 м
ответ : 203,9 м