Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 9681
2018-10-25 
От айсберга на глубине 500 м откалывается кусок льда и всплывает на поверхность. Какая часть ледяного осколка может расплавиться при всплывании. Температура льда и окружающей воды $0^{ \circ} С$. Линейными размерами осколка можно пренебречь. Ускорение свободного падения $10 м/с^{2}$. Плотность воды $1000 кг/м^{3}$. Плотность льда $900 кг/м^{3}$. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.
Решение:
Пренебрежем кинетической энергией движения куска льда и будем считать, что энергия, полученная за счет уменьшения потенциальной энергии системы лед-вода, выделится в виде тепла и поглотится куском льда. В этом случае мы также пренебрегаем нагревом окружающей воды.
При всплытии куска льда, вода занимает освободившийся объем. Запишем изменение потенциальной энергии системы лед-вода:
$\Delta E = mgh - \rho_{в} \frac{m}{ \rho_{л} } gh$
Первое слагаемое - изменение потенциальной энергии куска льда массой $m$. Второе слагаемое - изменение потенциальной энергии воды, объем которой равен объему куска льда. $\Delta E < 0$ - в результате всплытия суммарная энергия системы уменьшилась. Обозначим массу льда, которая расплавилась $\Delta m$.
$Q = \Delta m \lambda$
$Q = - \Delta E$
$\Delta m \lambda = \rho_{в} \frac{m}{ \rho_{л} } gh - mgh$
$\Delta m \lambda = \frac{mgh}{ \lambda} \left ( \frac{ \rho_{в} }{ \rho_{л} } - 1 \right )$
$\frac{ \Delta m}{m} = \frac{gh}{ \lambda} \left ( \frac{ \rho_{в} }{ \rho_{л} } - 1 \right ) = 1,7 \cdot 10^{-3}$
От айсберга на глубине 500 м откалывается кусок льда и всплывает на поверхность. Какая часть ледяного осколка может расплавиться при всплывании. Температура льда и окружающей воды $0^{ \circ} С$. Линейными размерами осколка можно пренебречь. Ускорение свободного падения $10 м/с^{2}$. Плотность воды $1000 кг/м^{3}$. Плотность льда $900 кг/м^{3}$. Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.
Решение:
Пренебрежем кинетической энергией движения куска льда и будем считать, что энергия, полученная за счет уменьшения потенциальной энергии системы лед-вода, выделится в виде тепла и поглотится куском льда. В этом случае мы также пренебрегаем нагревом окружающей воды.
При всплытии куска льда, вода занимает освободившийся объем. Запишем изменение потенциальной энергии системы лед-вода:
$\Delta E = mgh - \rho_{в} \frac{m}{ \rho_{л} } gh$
Первое слагаемое - изменение потенциальной энергии куска льда массой $m$. Второе слагаемое - изменение потенциальной энергии воды, объем которой равен объему куска льда. $\Delta E < 0$ - в результате всплытия суммарная энергия системы уменьшилась. Обозначим массу льда, которая расплавилась $\Delta m$.
$Q = \Delta m \lambda$
$Q = - \Delta E$
$\Delta m \lambda = \rho_{в} \frac{m}{ \rho_{л} } gh - mgh$
$\Delta m \lambda = \frac{mgh}{ \lambda} \left ( \frac{ \rho_{в} }{ \rho_{л} } - 1 \right )$
$\frac{ \Delta m}{m} = \frac{gh}{ \lambda} \left ( \frac{ \rho_{в} }{ \rho_{л} } - 1 \right ) = 1,7 \cdot 10^{-3}$
