Внутренняя… — Задание Физика 8 Класс №00049704

Смотри на рисунок: огонь у верхней части пробирки, лёд внизу у самого дна, между ними вода. Вверху вода может даже закипеть. Как теплоте добраться до льда?

Конвекция тут не помогает. Нагретая вода легче, поэтому она остаётся наверху, вниз ко льду не идёт. Холодная вода так и лежит у дна.

Остаётся теплопроводность через воду и стекло. Но и вода, и стекло проводят теплоту плохо. Посчитаем, сколько теплоты нужно льду и сколько её может дойти.

Возьмём кусочек льда массой $5\text{ г}$, то есть $0{,}005\text{ кг}$. Удельная теплота плавления льда $3{,}4\cdot10^{5}\ \dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}$. Вот теплота, нужная на плавление:

$$Q=\lambda m=340\,000\cdot0{,}005=1700\text{ Дж}$$

По справочным данным через столбик воды в пробирке длиной около $10\text{ см}$ вместе со стеклом при разности температур $100\ ^\circ\text{C}$ проходит примерно $0{,}2\text{ Дж}$ за секунду. Тогда время такое:

$$t=\dfrac{1700}{0{,}2}=8500\text{ с}$$

Это больше двух часов, а опыт идёт несколько минут. Значит, за время опыта лёд не расплавится, вариант А подходит, а вариант Б нет.

Заметь, это честная оговорка: если держать пробирку над огнём часами, лёд всё-таки растает. В задаче речь об обычном коротком опыте.