Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049027

Снег вместо воды кажется хитрой идеей: идти никуда не надо. Но у снега есть лишний этап, и за него надо заплатить теплотой горелки. Посчитаем счёт.

Дано: $V=3{,}5\text{ л}$, $m=3{,}5\text{ кг}$, снег при $0\ {}^\circ\text{С}$, $\lambda=330\text{ кДж/кг}$, $P=0{,}7\text{ кВт}$.

Вопрос 1. Объём переводим в кубометры, в которых дана плотность: $3{,}5\text{ л}=0{,}0035\text{ м}^3$. Тогда:

$$m_{\text{в}}=\rho V=1000\cdot0{,}0035=3{,}5\text{ кг}$$

Вопрос 2. Снег стартует при $0\ {}^\circ\text{С}$, а при подводе теплоты сразу начинает таять, ведь это температура плавления льда. Условие недаром уточняет, что снег состоит из кристалликов льда: поэтому годится $\lambda$ льда.

$$Q=\lambda m=330\cdot3{,}5=1155\text{ кДж}$$

Вопрос 3. Сравним два пути к кипению от одной и той же температуры. Вода сразу греется. Снег сначала тает, потом греется так же. Различаются они только этапом таяния. Алюминиевый котелок картины не меняет: пока снег тает, его температура стоит на месте, а прогревается он потом одинаково в обоих случаях.

Мощность $0{,}7\text{ кВт}$ — это $0{,}7\text{ кДж}$ в секунду. Время таяния:

$$t=\dfrac{Q}{P}=\dfrac{1155}{0{,}7}=1650\text{ с}$$

Переводим в минуты:

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

Проверим себя: $0{,}7\cdot1650=1155\text{ кДж}$, столько и нужно снегу.