Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049025

Турист сэкономил на дороге до проруби, но заплатил ожиданием. Разложим задачу на три простых шага: сколько воды, сколько теплоты на таяние и сколько на это уйдёт времени.

Вопрос 1. Один литр — это тысячная доля кубометра, значит, $4{,}5\text{ л}=0{,}0045\text{ м}^3$. Масса равна плотности на объём:

$$m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot0{,}0045=4{,}5\text{ кг}$$

Вопрос 2. Плавить или сначала греть? Снег лежит при $0\ {}^\circ\text{С}$, а именно при этой температуре плавится лёд, из кристалликов которого он состоит. Поэтому сразу плавим. Формула теплоты таяния:

$$Q=\lambda m=330\cdot4{,}5=1485\text{ кДж}$$

Вопрос 3. Пока снег тает, горелка работает, а температура стоит. Вода из проруби за это же время уже нагревалась бы. Когда снег растает, в котелке окажется такая же вода при $0\ {}^\circ\text{С}$, и дальше она греется до кипения за то же время, что и вода из проруби. Нагрев до кипения есть в обоих случаях, поэтому теплоёмкость воды нам и не дали: в разницу он не входит.

Горелка отдаёт $1{,}5\text{ кДж}$ каждую секунду. На всю теплоту таяния нужно:

$$t=\dfrac{Q}{P}=\dfrac{1485}{1{,}5}=990\text{ с}$$

В минутах это:

$$\dfrac{990}{60}=16{,}5\text{ мин}$$

Проверим себя: на один килограмм уходит $330:1{,}5=220$ секунд, на $4{,}5$ килограмма $220\cdot4{,}5=990$ секунд. Сошлось.