Ледяная скульптура
4/10Мастер Вася серьёзно подготовился к конкурсу ледяных скульптур: он взял ледяной куб со стороной \(l = 1\) м и вырезал из его угла куб со в два раза меньшей стороной. С вырезанным кубиком он повторил ту же процедуру, и так далее. Седьмой кубик показался ему слишком маленьким, и он его просто выкинул. Далее он охладил 1-ю, 3-ю и 5-ю детали до \(T_1 = -50^\circ\)C, а 2-ю, 4-ю и 6-ю — до \(T_2 = -15^\circ\)C, и собрал из них свою скульптуру. Определите установившуюся температуру Васиной скульптуры, которая несомненно завоюет первый приз. Теплопотерями пренебречь.

▶Показать разборСкрыть разбор
ОтветУстановившаяся температура скульптуры \(T \approx -46^\circ\)C.
РешениеКаждая следующая деталь имеет объём ровно в восемь раз меньше предыдущей, значит, и масса соседних деталей отличается в 8 раз. Пусть масса первой детали \(m\), тогда масса второй \(m/8\). Разобьём детали на пары: 1-я со 2-й, 3-я с 4-й, 5-я с 6-й. В каждой паре большая деталь имеет температуру \(T_1\), меньшая — \(T_2\), а массы отличаются в восемь раз. Поэтому установившаяся температура в каждой паре одна и та же и равна температуре всей скульптуры. \[T = \frac{m\cdot(-50) + \frac{1}{8}m\cdot(-15)}{\frac{9}{8}\,m} \approx -46^\circ\text{C}.\] Здесь множитель удельной теплоёмкости льда сократился, так как входит в каждое слагаемое.
Похожие задачи
- Теплоёмкость жидкости (C5) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Лёд и конденсация пара (C2) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Количество пара (С2) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Масса льда в калориметре (C2) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Лед в калориметре (B2) ЕГЭ 2007, 11 кл.
- Лёд и вода (C2) ЕГЭ 2008, 11 кл.