Плотность шара-750 кг/м^3; по условию, шар находится в состоянии равновесия, значит, действие на него всех сил, по 1-му закону Ньютона, скомпенсировано: Fа+N=mg, где N-сила реакции опоры, она равна, по 3-му закону Ньютона, силе давления шара, равна 1/3mg(по услов.), тогда, зная, что плотность p=m/V и расписав выталкивающую сил по закону Архимеда, получим выражение, из которого найдём плотность: p воды* V/2*g=2/3 p шара*V*g, в левой части берём V/2, т.к. погружена в воду, по условию, только половина шара; ну и всё, плотность воды/10^3 кг/м^3, после нехитрых преобразований получим ответ
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
Fа+N=mg, где N-сила реакции опоры, она равна, по 3-му закону Ньютона, силе давления шара, равна 1/3mg(по услов.), тогда, зная, что плотность p=m/V и расписав выталкивающую сил по закону Архимеда, получим выражение, из которого найдём плотность:
p воды* V/2*g=2/3 p шара*V*g, в левой части берём V/2, т.к. погружена в воду, по условию, только половина шара; ну и всё, плотность воды/10^3 кг/м^3, после нехитрых преобразований получим ответ