Вопрос школьника
Через какой промежуток времени τ расплавятся два куска льда массой m каждый, взятые при температуре Т0 = 273 К, в результате трения друг о друга, если мощность, развиваемая при трении N, удельная теплота плавления льда λ?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. При трении двух кусков льда мощность, развиваемая при трении, превращается в теплоту, которая нагревает лед до температуры плавления, а затем расплавляет его. Таким образом, можно записать следующее уравнение:
Nτ = 2mλ + 2mСлед(Тпл — Т0)
где N — мощность, развиваемая при трении, τ — время трения, m — масса каждого куска льда, λ — удельная теплота плавления льда, След — удельная теплоемкость льда, Тпл — температура плавления льда, Т0 — начальная температура льда.
Для решения уравнения необходимо знать значения всех параметров, кроме времени трения τ. Мощность N можно измерить, например, при помощи динамометра, удельную теплоту плавления λ можно найти в таблицах физических констант, удельную теплоемкость льда След можно также найти в таблицах физических констант, начальную температуру Т0 можно измерить при помощи термометра.
Таким образом, подставив известные значения в уравнение и решив его относительно времени трения τ, можно найти через какой промежуток времени расплавятся два куска льда массой m каждый при заданных условиях.
