Question

Два однакових шматочки криги летять назустріч одна одній з однаковими швидкостями і при зіткненні перетворюються на воду. Температура крижинок до удару - 12^0 С. Знайдіть швидкість крижинок . Вважайте, що при ударі вся кінетична енергія перетворюється на теплову.

Answer 1

Ответ:

Скорость льдинок равна ≈ 843 м/c

Объяснение:

Два одинаковых кусочка льда летят навстречу друг другу с одинаковыми скоростями и при столкновении превращаются в воду. Температура льдинок до удара -12°C. Найдите скорость льдинок. Считайте, что при ударе вся кинетическая энергия преобразуется в тепловую.

Дано:

t₀ = -12°C

c = 2100 Дж/(кг·°С)

λ = 330000 Дж/кг

V - ?

——————————————

Количество теплоты, требуемое для превращения кусочков льда в воду равно сумме кинетических энергий двух льдинок:

$Q = 2E_k$

Обозначим массу одного кусочка как m.

Теплота сначала потребуется для нагревания кусочков льда до температуры плавления, а затем на плавление:

$Q = Q_1+Q_2 = 2m\lambda + 2mc(t-t_0) = 2m(\lambda + c\Delta t)$

Кинетическая энергия одного кусочка льда:

$E_k = \dfrac{mV^2}{2}$

Тогда:

$2m(\lambda + c\Delta t) = mV^2 \ \Longrightarrow \ \boxed{ V = \sqrt{2(\lambda + c\Delta t)} }$

Расчет ([Дж] = [кг]·[м²]/[с²]):

V = √(2·(330000 Дж/кг + 2100 Дж/(кг·°С) · 12°С)) = √(2·(330000 Дж/кг + 25200 Дж/кг)) ≈ 843 м/c

#SPJ1