Question

До якої температури необхідно нагріти залізний куб, щоб він повністю занурився у лід? Початкова температура льоду 0 ºC.

Answer 1

Допустим все тепло от куба идет только на топление льда под ним

Пусть ребро куба равно а. Тогда уравнение теплового баланса выглядит так

$\displaystyle\lambda \rho_0a^3-c_f\rho_fa^3T=0\\T = \frac{\lambda\rho_0a^3}{c_f\rho_fa^3} = \frac{\lambda\rho_0}{c_f\rho_f} = \\=\frac{330000\cdot1000}{449\cdot7800} \approx 94^\circ C$

Здесь индекс f означает железо, индекс 0 - воду

Answer 2

Для того щоб визначити температуру, до якої потрібно нагріти залізний куб, щоб він повністю занурився у лід, ми можемо використовувати фізичну властивість, відому як температура плавлення. Температура плавлення води (льоду) при нормальних умовах становить 0 ºC.

Залізо має вищу температуру плавлення ніж 0 ºC, конкретно 1538 ºC. Це означає, що для того, щоб залізний куб повністю занурився у лід, його потрібно нагріти до температури, яка вище 1538 ºC.

Отже, відповідно до даних, нам потрібно нагріти залізний куб до температури понад 1538 ºC, щоб він повністю занурився у лід.