Тема . №26 Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
.05 Гидростатика (отсутствует в ЕГЭ 2024)
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №26 механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#18464

В сосуде с водой плавает кусок льда массой M  =  0,45  кг. Система находится в тепловом равновесии. Плотность воды        3
ρ0 = 10   кг/м3
 ,  плотность льда             3
ρ = 0, 9 ⋅ 10   кг/м3
.
1. Найдите объём V  надводной части льда. В сосуд наливают воду при температуре t  = 30∘C
 1  . После установления теплового равновесия объём надводной части льда уменьшился на V1 = 25  см3
 .
2. Найдите массу m  добавленной воды. Удельная теплота плавления льда λ = 3,36 ⋅ 105   Дж/кг, удельная теплоёмкость воды            3
c = 4,2 ⋅ 10   Дж/(кг ∘
⋅ C  ). Потери теплоты считайте пренебрежимо малыми.
(«Физтех», 2021, 9)

Показать ответ и решение

1. На подводную часть действует сила Архимеда, равная:

FA =  ρ0gVп,
где V п   – объём погруженной части.
При этом на весь кусок действует сила тяжести
F т = M g.
А весь объём куска льда
     M
V0 = ---.
      ρ
По второму закону Ньютона:
⃗Fт + ⃗FA =  m⃗a.
Так как лёд находится в равновесии, то a = 0  и
                                 M--
Fт = FA  ⇔  M g = ρ0gV п ⇒ V п = ρ0.
Искомая величина равна
                M--  M--   -0,-45-кг-   --0,45-кг-         3
V  = V0 − Vп =  ρ  − ρ0  = 900 к г/ м3 − 100 к г/м3 = 50 см
2. Объем надводной части уменьшился в два раза, следовательно половина льда растаяла, при этом температура воды в равновесии не изменилась. Запишем уравнение теплового баланса:
                                                                5
cm (t − t ) = 0,5M λ ⇒  m  =  0,-5M-λ--=  0,5-⋅ 0,45-кг-⋅ 3,36-⋅ 10-Дж/-к-г = 0,6 кг
     1   0                    c(t1 − t0)   4200 Д ж/ (кг⋅∘C)(30∘C  − 0∘C )
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!