Тепловые Явления — Задание 5 Физика 8 Класс №00049032

Сюжет простой: вместо воды в котелке снег. Воду греть можно сразу, а снег сперва должен растаять. Вот за это таяние турист и заплатит временем.

Вопрос 1. Объём нам дан в литрах, а плотность в килограммах на кубометр. Один литр это одна тысячная кубометра, поэтому:

$$V=4\text{ л}=0{,}004\text{ м}^3$$

Массу находим через плотность:

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

Столько же весит и снег в котелке, значит, сравниваем честно: воды получится поровну.

Вопрос 2. Температура снега названа в третьем вопросе: $0\ {}^\circ\text{С}$. Это как раз температура плавления льда, а снег, как сказано в условии, состоит из кристалликов льда. Поэтому теплота уходит только на превращение льда в воду. Каждому килограмму нужно $330\text{ кДж}$:

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

Вопрос 3. Вода из проруби при $0\ {}^\circ\text{С}$ начала бы греться сразу. Снег сначала тает, а когда растает, в котелке окажется та же самая вода при $0\ {}^\circ\text{С}$. Дальше нагрев до кипения в обоих случаях одинаковый, его считать не нужно. Разница только во времени таяния.

Мощность $1\text{ кВт}$ значит, что горелка выдаёт $1\text{ кДж}$ в секунду. Всю теплоту таяния она выдаст за:

$$t=\dfrac{Q}{P}=\dfrac{1320}{1}=1320\text{ с}$$

В минуте $60$ секунд:

$$\dfrac{1320}{60}=22\text{ мин}$$

Проверим себя: один килограмм снега горелка растопит за $330$ секунд, то есть за $5{,}5$ минуты. Четыре килограмма займут вчетверо больше: $5{,}5\cdot4=22$ минуты.