1. Количество теплоты, затраченной на обогрев тела равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разницы конечной и начальной температур.
Q=c*m*(t2-t1), где c - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, t2 и t1 - соответственно конечная и начальная температуры.
Удельная теплоемкость льда c = 2100 Дж/кг*К, температура плавления льда 0 С = 273 К.
Подставим числовые данные в формулу получим:
Q=c*m*(t2-t1)=2100*2*(273-263)=42000 Дж
Для нагрева льда до температуры плавления необходимо потратить 42 кДж теплоты.
2. Для расплавления льда, необходимое количество теплоты:
Q=λ*m, где λ - удельная теплота плавления вещества,m - масса вещества.
Если шайба на вершине горки будет иметь относительно земли такую же горизонтальную скорость, как и горка, т.е. если шайба на вершине замрёт относительно горки, то при соскальзывании вправо, за счёт потенциальной энергии, она бы набрала дополнительную скорость относительно горки, так что её скорость относительно земли оказалась бы больше скорости горки .
Аналогично, если бы скорость шайбы на вершине горки относительно земли была бы больше скорости горки, то при соскальзывании вправо, шайба набрала бы относительно земли ещё большую скорость .
Так что понятно, что шайба соскользнёт с горки влево, и равенство скоростей будет выполняться только по модулю, так что совершенно ясно, что:
;
;
;
;
Теперь, по закону сохранения импульса:
;
;
;
Далее, по закону сохранения энергии (умножая сразу же на 2):
;
;
;
;
;
;
;
;
;
Наибольшее приращение потенциальной энергии происходит в тот момент времени , когда горка и шайба движутся, как единое целое, при этом по закону сохранения импульса:
;
Начальная кинетическая энергия шайбы:
;
Минимальная кинетическая энергия совместного движения шайбы и горки в момент наивысшего подъёма:
;
Максимальное приращение потенциальной энергии шайбы в момент наивысшего подъёма:
;
Доля максимального приращения потенциальной энергии от начальной кинетической составляет:
Приведем все величины из дано в систему СИ:
t1=-10 C=263 K
1. Количество теплоты, затраченной на обогрев тела равно произведению удельной теплоёмкости вещества, массы тела и разницы конечной и начальной температур.
Q=c*m*(t2-t1), где c - удельная теплоемкость вещества, m - масса вещества, t2 и t1 - соответственно конечная и начальная температуры.
Удельная теплоемкость льда c = 2100 Дж/кг*К, температура плавления льда 0 С = 273 К.
Подставим числовые данные в формулу получим:
Q=c*m*(t2-t1)=2100*2*(273-263)=42000 Дж
Для нагрева льда до температуры плавления необходимо потратить 42 кДж теплоты.
2. Для расплавления льда, необходимое количество теплоты:
Q=λ*m, где λ - удельная теплота плавления вещества,m - масса вещества.
Удельная теплота плавления льда λ - 3,3*10^5 Дж/кг
Подставим числовые данные в формулу получим:
Q=λ*m=330000*2=660000 Дж
3. Общее количество теплоты:
Q=Q1+Q2=42000+660000=702000 Дж
ответ: потребуется 702000 Дж теплоты или 702 кДж.
;
.
Объяснение:
Если шайба на вершине горки будет иметь относительно земли такую же горизонтальную скорость, как и горка, т.е. если шайба на вершине замрёт относительно горки, то при соскальзывании вправо, за счёт потенциальной энергии, она бы набрала дополнительную скорость относительно горки, так что её скорость относительно земли оказалась бы больше скорости горки .
Аналогично, если бы скорость шайбы на вершине горки относительно земли была бы больше скорости горки, то при соскальзывании вправо, шайба набрала бы относительно земли ещё большую скорость .
Так что понятно, что шайба соскользнёт с горки влево, и равенство скоростей будет выполняться только по модулю, так что совершенно ясно, что:
;
;
;
;
Теперь, по закону сохранения импульса:
;
;
;
Далее, по закону сохранения энергии (умножая сразу же на 2):
;
;
;
;
;
;
;
;
;
Наибольшее приращение потенциальной энергии происходит в тот момент времени , когда горка и шайба движутся, как единое целое, при этом по закону сохранения импульса:
;
Начальная кинетическая энергия шайбы:
;
Минимальная кинетическая энергия совместного движения шайбы и горки в момент наивысшего подъёма:
;
Максимальное приращение потенциальной энергии шайбы в момент наивысшего подъёма:
;
Доля максимального приращения потенциальной энергии от начальной кинетической составляет:
.