Горячая жидкость во льду
6/10Очень толстый слой льда имеет температуру 0 °C. Полярник решил провести эксперимент. Для этого он сделал во льду небольшую лунку и накрыл её слоем теплоизолятора, в который была вставлена тонкая трубка. Через эту трубку полярник очень медленно заливал в лунку неизвестную горячую жидкость с удельной теплоёмкостью \(c\) и плотностью \(\rho\). Жидкость плавила лёд, и глубина лунки увеличивалась. Полярник обнаружил, что существует некоторое минимальное значение начальной температуры жидкости \(t_0\), при котором в лунку можно залить сколь угодно большое количество жидкости, и лёд будет продолжать плавиться. При этом поверхность образующейся воды никогда не поднимется до верхнего края лунки. Найдите это минимальное значение \(t_0\). Удельная теплота плавления льда \(\lambda\), а также плотности воды и льда \(\rho_{\text{в}}\) и \(\rho_{\text{л}}\) известны.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСравните объём лунки, освобождённый растаявшим льдом, с суммарным объёмом образовавшейся воды и залитой жидкости. Условие «вода не дойдёт до края» даёт неравенство на \(t_0\).
Ответ\(t_0 = \dfrac{\lambda\rho_{\text{в}}\rho_{\text{л}}}{c\rho(\rho_{\text{в}} - \rho_{\text{л}})}\).
Похожие задачи
- Лёд с гайкой в воде МОШ 2010/11, 9 кл.
- Лёд и кипяток в кубе МОШ 2011/12, 8 кл.
- Медный комок в воде МОШ 2011/12, 9 кл.
- Лёд в бассейне МОШ 2011/12, 10 кл.
- Температуры в двух калориметрах МОШ 2013/14, 7-11 кл.
- Кипящая вода и дождь МОШ 2014/15, 8 кл.