fizyka
z jakiej wysokości należy zrzucić bryłę lodu o temperaturze -10 stopni C aby w wyniku upadku uległa całkowitemu stopnieniu? Ct lodu =3,35*10^5, Cw lodu = 2100. Stała gazowa R=8,31. W zadaniu pomiń opory ruchu
z jakiej wysokości należy zrzucić bryłę lodu o temperaturze -10 stopni C aby w wyniku upadku uległa całkowitemu stopnieniu? Ct lodu =3,35*10^5, Cw lodu = 2100. Stała gazowa R=8,31. W zadaniu pomiń opory ruchu
Odpowiedź:
36,3 km
Wyjaśnienie:
odleglosc podana od srodka bryly lodu do przyjętego podloza.
Odpowiedź:
Bryłę lodu należy zrzucić z wysokości 35600 m (35,6 km).
Wyjaśnienie:
[tex]Dane:\\T_1 = -10^{o}C\\T_2 = 0^{o}C\\c_{w} = 2100\frac{J}{kg\cdot^{o}C} \ - \ cieplo \ wla\'sciwe \ lodu\\c_{t} = 3,35\cdot10^{5}\frac{J}{kg} = 335 \ 000\frac{J}{kg} \ - \ cieplo \ topnienia \ lodu\\g = 10\frac{m}{s^{2}}\\Szukane:\\h = ?[/tex]
Rozwiązanie
1. Ciepło potrzebne do ogrzania bryły lodu od temperatury T₁ do temperatury T₂:
[tex]Q_1 = c_{w}\cdot m\cdot \Delta T\\\\Q_1= 2100\frac{J}{kg\cdot^{o}C} \cdot m\cdot[0-(-10^{o}C}]=2100\frac{J}{kg\cdot^{o}C}\cdot m\cdot10^{o}C = 21 \ 000\cdot m \ [J][/tex]
2. Ciepło potrzebne do stopienia bryły lodu w temperaturze topnienia:
[tex]Q_2 = c_{t}\cdot m = 335 \ 000 \ J\cdot m = 335 \ 000\cdot m\ [J][/tex]
Ciepło całkowite:
[tex]Q = Q_1+Q_2\\\\Q = 21 \ 000\cdot m \ [J]+335 \ 000\cdot m \ [J] = \underline{356 \ 000\cdot m \ [J]}[/tex]
Energia potencjalna równa jest energii cieplnej:
[tex]E_{p} = Q\\\\mgh = 356 \ 000\cdot m \ [J ]\ \ /:mg\\\\h = \frac{356 \ 000}{10} \ [m]\\\\\boxed{h = 35 \ 600 \ m =35,6 \ km}[/tex]