Естественные науки
Помогите с решением задачи. Задача 10 класса по физике
Мне известна масса кубика льда m=7.2г, площадь основания цилиндрической емкости в которую помещен этот кубик S=6см^2. Сосуд помещен в печь где при максимально равномерном нагреве, происходит процесс таяния кубика (в процессе таяния кубик сохраняет свою форму). Скорость поглощения кубиком тепла q=0,5кДж/с. Плотности воды и льда равны соответственно р0=1г/см^3 р=0,9г/см^3. Удельная теплота плавления льда л=3,4*10^7Дж/кг. Необходимо построить график зависимости уровня воды от времени вплоть до момента, когда весь лед растаял.
Пока лёд не растаял, температура 0 по Цельсию. Всё тепло идёт на превращение льда в воду.
Отсюда уравнение m=M-qt/л, где m - масса оставшегося льда, M - начальная масса, t - время в секундах.
Следовательно, ребро куба равно корню кубическому из m/r, где r - плотность льда
a=sqrt(3, (M-qt/л) /r); или a=[(M-qt/л) /r)]^(1/3). Площадь грани a^2=[(M-qt/л) /r)]^(2/3).
Объём воды V=qt/(л*r0), r0- плотность воды. Он равен V=(S-a^2)h, откуда находите высоту h.
Когда он всплывёт, рост уровня по условию задачи будет линейно расти со временем.
Правда, авторам задачи - наше фе: после всплытия вода обязательно начнёт нагреваться - иначе не будет таять оставшийся лёд.
Отсюда уравнение m=M-qt/л, где m - масса оставшегося льда, M - начальная масса, t - время в секундах.
Следовательно, ребро куба равно корню кубическому из m/r, где r - плотность льда
a=sqrt(3, (M-qt/л) /r); или a=[(M-qt/л) /r)]^(1/3). Площадь грани a^2=[(M-qt/л) /r)]^(2/3).
Объём воды V=qt/(л*r0), r0- плотность воды. Он равен V=(S-a^2)h, откуда находите высоту h.
Когда он всплывёт, рост уровня по условию задачи будет линейно расти со временем.
Правда, авторам задачи - наше фе: после всплытия вода обязательно начнёт нагреваться - иначе не будет таять оставшийся лёд.
При постоянном притоке тепла скорость таяния льда тоже бует постоянной. А значит, постоянной будет и скорость образования воды. Причём явное выражение для этой скорости написать не штука. А вот уровень надо считать два раза - потому что поначалу воды будет мало и кубик будет касаться дна, а потом, когда воды станет достаточно много, а льда останется мало, он всплывёт.
Линейный размер кубика со временем будет уменьшатья как кубический корень из t (с каким-то коэффициентом, вестимо) , а площадь его основания - как t в степени 2/3. Написать несложно явное выражение и для этого тоже. Соответственно площадь зеркала воды будет расти как (6 - площадь основания) , а уровень как количество воды (т. е. линейная функция времени) делить на площадь зеркала.
Следующий шаг - определить, когда же у нас кубик наконец всплывёт. Это тоже не штука, потому что известно условие этого всплытия: текущий уровень воды равен 0,9 умножить на текущую длину ребра кубика.
После этого общее количество воды продолжает расти линейно, а вот объём воды, вытесняемый кубиком, равен уже 0,9 текущего объёма кубика. Нижняя грань кубика всегда находится на 0,9 длины его ребра ниже уровня воды. Значит, та вода, которая находится ниже этой грани, занимает ВСЮ площадь дна сосуда, а та, которая выше, - не всю, а за вычетом площади кубика. И полный уровень будет суммой этих двух.
Линейный размер кубика со временем будет уменьшатья как кубический корень из t (с каким-то коэффициентом, вестимо) , а площадь его основания - как t в степени 2/3. Написать несложно явное выражение и для этого тоже. Соответственно площадь зеркала воды будет расти как (6 - площадь основания) , а уровень как количество воды (т. е. линейная функция времени) делить на площадь зеркала.
Следующий шаг - определить, когда же у нас кубик наконец всплывёт. Это тоже не штука, потому что известно условие этого всплытия: текущий уровень воды равен 0,9 умножить на текущую длину ребра кубика.
После этого общее количество воды продолжает расти линейно, а вот объём воды, вытесняемый кубиком, равен уже 0,9 текущего объёма кубика. Нижняя грань кубика всегда находится на 0,9 длины его ребра ниже уровня воды. Значит, та вода, которая находится ниже этой грани, занимает ВСЮ площадь дна сосуда, а та, которая выше, - не всю, а за вычетом площади кубика. И полный уровень будет суммой этих двух.
Я задачу не читал, но отвечу - сходи в книжный магазин и посмотри решебник на этот учебник или в инете поищи.
Похожие вопросы
- Кто хорошо знает физику, помогите с решением задач.
- Помогите с решением задачи:)первая....ну а если не очень лень то посмотрите и вторую)
- Помогите понять решение задачи (нужно само решение а не ответ! Ответ - 4!!!)
- Помогите одуплить решение задачи! Колесо радиусом R и массой m стоит перед ступенькой высотой h.
- помогите понять решение задачи по геометрии
- Химия. Помогите с решением задачи. Не совпадает с ответом.
- Помогите с решением задачи...
- помогите разобраться с задачей по физике. долго над ней бьюсь, мне без помощи, кажется, не обойтись....
- Решение задачи по ТОЭ "Операторным методом расчёта переходных процессов) ЗАДАЧА РЕШЕНА! ТРЕБУЕТСЯ ПОЯСНЕНИЕ!
- Ядерная физика. Не уверен в правильности решения задачи.