Тепло, выделенное при охлаждении m = ρV воды: Q1 = ρVC(t1 - t0) t0 - конечная температура воды С = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды V = 1 литр = 10⁻³ куб м - объём воды ρ = 1000 кг на м куб - плотность воды
Q2 = m(λ + C(t0 - 0)) - тепло, затраченное на таяние льда и нагрев талой воды до конечной температуры t0 λ = 3.3·10⁵ Дж на кг на град - удельная теплота плавления льда m = 100 г = 0.1 кг - масса льда
На первом участке (от 0 до 3 секунд) тело движется равноускоренно с постоянным ускорением а₁ = 4/3 м/с²
Расстояние, пройденное телом на участке 1:
S₁ = v₀₁t₁ + a₁t₁²/2 = (0 · 3) + ((4/3) · 9 : 2) = 6 (м)
На втором участке (от 3 до 9 секунд) тело движется равномерно со скоростью v = 4 м/с.
Расстояние, пройденное телом на участке 2:
S₂ = vt = 4 · 6 = 24 (м)
На третьем участке (от 9 до 11 секунд) тело движется равнозамедленно с постоянным ускорением а₃ = - 4/2 = -2 м/с²
Расстояние, пройденное телом на участке 3:
S₃ = v₀₃t₃ + a₃t₃²/2 = (4 · 2) - (2 · 4 : 2) = 8 - 4 = 4 (м)
Средняя скорость движения тела, по определению, равна отношению всего пройденного пути ко всему времени движения:
v(cp) = (S₁+S₂+S₃)/t = (6 + 24 + 4) : 11 = 34 : 11 ≈ 3,1 (м/с)
Q1 = ρVC(t1 - t0)
t0 - конечная температура воды
С = 4200 Дж на кг на град - удельная теплоёмкость воды
V = 1 литр = 10⁻³ куб м - объём воды
ρ = 1000 кг на м куб - плотность воды
Q2 = m(λ + C(t0 - 0)) - тепло, затраченное на таяние льда и нагрев талой воды до конечной температуры t0
λ = 3.3·10⁵ Дж на кг на град - удельная теплота плавления льда
m = 100 г = 0.1 кг - масса льда
Уравнение теплового баланса:
Q1 = Q2 =>
m(λ + C(t0 - 0)) = ρVC(t1 - t0)
откуда
t0 = (ρVCt1 - mλ)/(ρVC + mC) = (1*4200*80 - 0.1*3.3·10⁵)/(1*4200 + 0.1*4200) = (336 000 - 33 000)/4620 = 65.5 C