Каток с «грибами»
Школьник Петя на каникулах залил с дедушкой каток на даче площадью около 100 м\(^2\). После морозов началась оттепель с дождём и снегом, а потом снова ударили морозы \(-10\,^\circ\)C. Приехав в субботу на дачу, Петя обнаружил, что примерно 5% площади катка покрылось «грибами» из льда — наростами толщиной около 1 см и площадью примерно 100 см\(^2\). Пете очень хотелось покататься на коньках, и он решил выровнять каток, «выгладив» его горячим утюгом. Примерно сколько времени понадобится для этого, и успеет ли Петя покататься в воскресенье? Мощность утюга — 2 кВт, удельная теплоёмкость льда \(C_\text{л} = 2{,}1\) Дж/(г\(\cdot ^\circ\)С), удельная теплота плавления льда 340 Дж/г, удельная теплоёмкость воды \(C_\text{л} = 4{,}2\) Дж/(г\(\cdot ^\circ\)С), плотность льда \(\rho_\text{л} = 0{,}9\) г/см\(^3\). Можно считать, что каждый «гриб» достаточно разгладить до высоты 1 мм, при разглаживании вода нагревается до \(+50\,^\circ\)C, потери теплоты на нагревание окружающего утюг воздуха малы, а потери времени на распределение воды по достаточной площади льда и на переход к следующему «грибу» составляют около 20 секунд.
▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаПодсчитайте число «грибов», затем теплоту, нужную на нагрев, плавление и нагрев воды от слоя льда толщиной 9 мм, и время на один «гриб».
▶ОтветСкрыть: ответ
ОтветНа «выглаживание» катка уйдёт примерно 6 часов, так что Петя в воскресенье сможет покататься.
(Всего на катке находятся 500 ледяных «грибов». Время на плавление одного «гриба» утюгом \(\approx 23\) секунды, с учётом дополнительных потерь 20 секунд на один «гриб» тратится не меньше 43 секунд.)
Похожие задачи
- Остывание расплава Всесоюзная 1987/88, заключительный этап, 9 кл.
- Брусок в расплавленном свинце МОШ 2012/13, отборочный этап, 8 кл.
- Горячая вода растапливает лёд МОШ 2012/13, отборочный этап, 8 кл.
- Свинец и тугоплавкий брусок МОШ 2012/13, отборочный этап, 9 кл.
- Чайник со льдом МОШ 2012/13, отборочный этап, 9 кл.
- Плавление льда нагревателем с переменной мощностью МОШ 2012/13, отборочный этап, 10 кл.