При остывании вода (вообще любое вещество) отдаёт энергию. При превращении жидкости в твёрдое состояние вода (как и всё остальное) тоже отдаёт энергию. То есть чтобы какая-то масса воды превратилась в лёд, она должна отдать энергию (сначала остывая до температуры замерзания, а потом превращаясь в лёд). А чтобы она отдавала энергию, что-то должно её принимать. Этим занимается холодильник. Количество энергии, которое холодильник может забирать за одну секунду это называется мощностью. Значит чтобы понять, сколько энергии сможет забрать холодильник за 60 минут, надо сначала узнать его мощность. Её можно определить по количеству энергии, которое он забрал у 1,5 литров воды за 20 минут работы. Вода потеряла энергию Q=C*m*dT, где C - удельная теплоёмкость воды, m - масса воды, dT - разница температур (начальная минус конечная) Мощность равна P=Q/t, где t - время охлаждения 20 мин (в секундах!) Значит за оставшиеся 60 минут (в секундах) холодильник заберёт энергию E=P*60*60=3600*P. На остывание до нуля из этого количества потратится энергия Q2=C*m*(4-0)=4C*m, остальное пойдёт на образование льда. Q3=E-Q2=A*M, где A - энергия кристализации (теплота плавления) льда - смотри в справочнике, M - масса льда. Отсюда находим массу льда: M=(E-Q2)/A; M=(3600*P-4C*m)/A; M=(3600*C*m*dT/t - 4C*m)/A; M=C*m*(3600*dT/t - 4)/A; M=C*m*(3600*(16-4)/1200 - 4)/A; M=32*C*m*/A
Расстояние между двумя крайними положениями Δx=2*x₀, где x₀ - амплитуда колебаний поплавка. Следовательно амплитуда равна:
x₀= Δx/2 = 15/2 = 7.5 (см)
Теперь путь. За 1 полное колебание поплавок проходит путь, равный S₀=4*x₀ (из положения равновесия поплавок поднимается вверх на высоту x₀, потом опускается в положение равновесия (ещё + x₀), опускается вниз на x₀, поднимается вверх (обратно в положение равновесия), проходя длину x₀). Следовательно:
S₀=4*x₀=4*Δx/2=2*Δx=2*15=30 (см)
Поскольку таких колебаний было 10, то полный путь составил:
Её можно определить по количеству энергии, которое он забрал у 1,5 литров воды за 20 минут работы.
Вода потеряла энергию Q=C*m*dT, где C - удельная теплоёмкость воды, m - масса воды, dT - разница температур (начальная минус конечная)
Мощность равна P=Q/t, где t - время охлаждения 20 мин (в секундах!)
Значит за оставшиеся 60 минут (в секундах) холодильник заберёт энергию E=P*60*60=3600*P.
На остывание до нуля из этого количества потратится энергия Q2=C*m*(4-0)=4C*m, остальное пойдёт на образование льда.
Q3=E-Q2=A*M, где A - энергия кристализации (теплота плавления) льда - смотри в справочнике, M - масса льда.
Отсюда находим массу льда:
M=(E-Q2)/A;
M=(3600*P-4C*m)/A;
M=(3600*C*m*dT/t - 4C*m)/A;
M=C*m*(3600*dT/t - 4)/A;
M=C*m*(3600*(16-4)/1200 - 4)/A;
M=32*C*m*/A
ответы:
x₀ = 7.5 см
S = 3 м
Решение.
Расстояние между двумя крайними положениями Δx=2*x₀, где x₀ - амплитуда колебаний поплавка. Следовательно амплитуда равна:
x₀= Δx/2 = 15/2 = 7.5 (см)
Теперь путь. За 1 полное колебание поплавок проходит путь, равный S₀=4*x₀ (из положения равновесия поплавок поднимается вверх на высоту x₀, потом опускается в положение равновесия (ещё + x₀), опускается вниз на x₀, поднимается вверх (обратно в положение равновесия), проходя длину x₀). Следовательно:
S₀=4*x₀=4*Δx/2=2*Δx=2*15=30 (см)
Поскольку таких колебаний было 10, то полный путь составил:
S=10*S₀=10*30=300 (см) = 3 (м)