Фазовые Переходы — Задание 8 ЕГЭ по физике №00015138

Идея

В воде выделится теплота из двух источников. Во-первых, метеорит резко тормозит — вся его кинетическая энергия переходит в тепло: $E_к=\dfrac{mv^2}{2}$. Во-вторых, горячий метеорит остывает с 1200 °C до 0 °C и отдаёт теплоту $Q_{ост}=cm\Delta t$. Складываем оба вклада.

Шаг 1. Тепло от торможения

Скорость переведём в СИ: $v=3$ км/с $=3000$ м/с.

$E_к=\dfrac{mv^2}{2}=\dfrac{1{,}5\cdot 3000^2}{2}=\dfrac{1{,}5\cdot 9\cdot 10^{6}}{2}=6{,}75\cdot 10^{6}$ Дж.

Шаг 2. Тепло от остывания

Удельная теплоёмкость железа $c=460$ Дж/(кг·°C), остывание на $\Delta t=1200$ °C:

$Q_{ост}=cm\Delta t=460\cdot 1{,}5\cdot 1200=828000=0{,}828\cdot 10^{6}$ Дж.

Шаг 3. Складываем

$Q=E_к+Q_{ост}=6{,}75\cdot 10^{6}+0{,}828\cdot 10^{6}=7{,}578\cdot 10^{6}$ Дж $=7578$ кДж.