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.