Следовательно бумага удерживается в стакане потому, что она вгибается во внутрь его, а также, потому легкая и широкая (т. е. при ее падении будет большое сопротивление воздуха), следовательно силы притяжения слабо давят ее к земле, в отличие от атмосферного давления, которое в этом случае сильнее силы притяжения. Также она гибкая и эластичная, поэтому заслоняет все дно стакана, не оставляя щелей. Если использовать вместо бумаги стекло, то оно сразу же упадет на пол, т. к. притяжение будет слишком сильно и мы не сможем закрыть им все щели, а следовательно, атмосферное давление с одной и сдругой стороны стекла будет одинаковым.
N - мощность горелки,
t - искомое время,
Q - затраченное количество теплоты.
Разберемся поэтапно с Q.
На что наша горелка будет затрачивать энергию?
- плавление льда: λ m(л)
- нагрев образовавшейся воды до температуры кипения от начальной - нуля: c m(л) (100 - 0) = 100 c m(л)
- нагрев воды, которая уже находилась в сосуде: c m(в) (100 - 0) = 100 с m(в)
Таким образом, Q = λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в).
Запишем найденную формулу Q в формулу мощности:
N = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / t,
откуда искомое время t:
t = ( λ m(л) + 100 c m(л) + 100 с m(в) ) / N.
Упростим выражение (выносим сотню и удельную теплоемкость воды за скобки):
t = ( λ m(л) + 100 c (m(л) + m(в)) ) / N,
t = ( 335*10^3 * 35*10^-2 + 10^2 * 42*10^2 * 9*10^-1) / 1,5*10^3,
t = (117250 + 378000) / 1,5*10^3,
t = (117,25 + 378) / 1,5 ≈ 330,16 c ≈ 5,5 мин