Question

Лед массой m 1,00 кг остывает до температуры t2=-10,0 °С. Какую он имел начальную температуру t1, если при этом выделяется такое количество энергии, каким обладает тело массой m 10,0 кг, поднятое на высоту h 100 м относительно поверх- ности Земли?

Answer 1

По закону сохранении энергии:
c*m1*dt=m2*g*h
dt=m2*g*h/c*m1=10*9,8*100/2100*1=4,76 C
dt=t2-t1
t1=t2-dt=-10+4,76=-5,24C

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Пусть начальная температура льда была t1. Тогда изменение температуры льда Δt = t2 - t1 = -10,0 - t1.

Выделившаяся энергия при остывании льда равна энергии, затраченной на поднятие тела на высоту h.

Выделившаяся энергия при остывании льда: Q1 = m * c * Δt, где m - масса льда, c - удельная теплоемкость льда.

Энергия, затраченная на поднятие тела на высоту h: Q2 = m * g * h, где g - ускорение свободного падения.

Так как энергия Q1 равна энергии Q2, получаем уравнение: m * c * Δt = m * g * h.

Подставляя значения из условия задачи, получаем: m * c * (-10,0 - t1) = m * 9,8 * 100.

Сокращая массу m с обеих сторон уравнения и деля на c, получаем: -10,0 - t1 = 9,8 * 100.

Решая данное уравнение, находим: t1 = -10,0 - 9,8 * 100.

Вычисляем значение: t1 = -10,0 - 980 = -990,0 °С.

Таким образом, начальная температура льда была -990,0 °С.