Question

С какой высоты должен упасть 10-килограммовый кусок льда температурой -20°C, чтобы полностью растаять при ударе, при условии, что только 40% энергии от падения переходит в теплоту?

Answer 1

Дано: m = 10 кг, t = -20°C, э = 40%, g = 9.8 м/с^2, c = 2100 Дж/(кг*°C), L = 334 кДж/кг

Найти: h

Решение:
1. Найдем количество передаваемой энергии при падении куска льда:
Q = m * g * h

2. Найдем количество энергии, необходимое для плавления льда:
Q_плавл = m * L

3. Найдем количество энергии, которое переходит в теплоту при падении:
Q_тепл = Q * э

4. Составим уравнение баланса энергии:
Q_тепл = Q_плавл
m * g * h * э = m * L

5. Подставим известные значения и найдем высоту падения куска льда:
10 * 9.8 * h * 0.4 = 10 * 334
h = (10 * 334) / (10 * 9.8 * 0.4)
h = 85.71 м

Ответ: кусок льда должен упасть с высоты 85.71 м.