Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049022

Снег и вода у туриста одинаковы по массе. Разница в том, что снег придётся сперва растопить, а это стоит теплоты и времени.

Дано: $V=4\text{ л}$, снег $m=4\text{ кг}$ при $0\ {}^\circ\text{С}$, $\lambda=330\text{ кДж/кг}$, $P=0{,}8\text{ кВт}$.

Вопрос 1. Литр — это тысячная доля кубометра, поэтому $4\text{ л}=0{,}004\text{ м}^3$. Берём плотность:

$$m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot0{,}004=4\text{ кг}$$

Вопрос 2. Снег лежит при $0\ {}^\circ\text{С}$, а это температура плавления льда. Значит, вся подведённая теплота идёт сразу на плавление:

$$Q=\lambda m=330\cdot4=1320\text{ кДж}$$

Вопрос 3. Представь, что турист всё же сходил к проруби. Его вода при $0\ {}^\circ\text{С}$ стала бы греться сразу. У снега сначала таяние, зато потом в котелке та же вода при той же температуре. Дальше оба пути совпадают, и котелок в разницу тоже не входит. Вот и выходит, что лишнее время равно времени таяния.

Мощность — это теплота за секунду, $P=\dfrac{Q}{t}$. Нам нужно время, поэтому:

$$t=\dfrac{Q}{P}=\dfrac{1320}{0{,}8}=1650\text{ с}$$

Переводим в минуты:

$$\dfrac{1650}{60}=27{,}5\text{ мин}$$

Проверим себя: горелка слабее киловатта, поэтому секунд должно выйти больше, чем килоджоулей. $1650$ больше $1320$, всё сходится. И обратно: $0{,}8\cdot1650=1320\text{ кДж}$.