Задача по физике по теме плавление и кристализация. В кубик льда массой 20 г, находящийся при температуре плавления, попадает пуля массой 9 г, которая летела с некоторой скоростью. Найти эту скорость, если известно, что треть энергии пули расходуется на дробление льда, а остальная - на его плавление. Удельная теплота плавления льда λ пл. = 335 кДж/кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии:

(m_1c_1\Delta T1 + Q{12} + m_2\lambda = 0).

Где (m_1 = 9) г, (c_1) - удельная теплоемкость пули, (\Delta T1) - изменение температуры пули, (Q{12}) - дробление льда, (m_2 = 20) г, (\lambda = 335) кДж/кг - удельная теплота плавления льда.

Предположим, что пуля после соударения с льдом остается в покое и все ее кинетическая энергия переходит в теплоту при дроблении льда.

Тогда уравнение примет вид:

(9c_1\Delta T_1 + \frac{1}{2}mv^2 + 20\lambda = 0).

Так как у нас нет других данных кроме удельной теплоты плавления льда, то можем принять (c_1\Delta T_1 = 0).

(9c_1\Delta T_1 = 0).

(\frac{1}{2}mv^2 + 20\lambda = 0).

(v = \sqrt{\frac{-40\lambda}{m}} = \sqrt{\frac{-40 * 335}{9}}).

(v = \sqrt{\frac{-13400}{9}} \approx \sqrt{-1488.888...} \approx 38.56 \, \text{м/c}).

Таким образом, скорость пули до соударения с льдом составляла примерно 38.56 м/с.