Сравните температуру воду у основания и вершины водопада высотой 60 м. Считать, что вся энергия падающей воды идет на ее нагревание. (считать, что ускорение свободного падения 10 Н/кг, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг*градусы С)

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться законом сохранения энергии. Потенциальная энергия воды на вершине водопада переходит в кинетическую энергию на его основании, а затем в тепловую энергию воды.

Пусть m - масса воды, g - ускорение свободного падения, h - высота водопада.

Тогда потенциальная энергия на вершине водопада равна: Ep = mgh

Кинетическая энергия на основании водопада: Ek = mgh

Тепловая энергия, выделяющаяся при падении воды: Et = mcΔT, где c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Из закона сохранения энергии получаем: Ep = Ek + Et
mgh = mgh + mcΔT
gh = gh + cΔT
ΔT = gh / c

Подставляем известные значения: h = 60 м, g = 10 Н/кг, c = 4200 Дж/кгградусы С
ΔT = 10 60 / 4200 = 0,143 градуса

Таким образом, разница в температуре воды у основания и вершины водопада составляет 0,143 градуса.