Решение
Дано:
лёд при $T = 0\,°\text{С}$ в стакане; стакан накрывают шерстяным шарфом
Найти:
изменение времени плавления и необходимой энергии
⠀
Решение:
Энергия, необходимая для плавления. Удельная теплота плавления $\lambda$ — константа для льда. Масса кубика $m$ не изменяется:
$$Q = \lambda m = \text{const}$$
Шарф не влияет на массу льда и на $\lambda$. Энергия, необходимая для плавления, не изменяется.
Время плавления. Шерстяной шарф действует как теплоизолятор: шерсть удерживает воздух между волокнами, воздух плохо проводит тепло. В результате тепловой поток из окружающей среды к кубику льда существенно снижается. Лёд получает теплоту от окружающей среды значительно медленнее:
$$\dot{Q}_{\text{с шарфом}} \lt \dot{Q}_{\text{без шарфа}}$$
Поскольку суммарная энергия для плавления прежняя, а скорость её поступления уменьшилась:
$$\Delta t_{\text{с шарфом}} \gt \Delta t_{\text{без шарфа}}$$
Время плавления увеличивается.
