Металева посудина масою 900 г містить 800 г води температурою 24С. У посудину помістили лід, температура якого 0С. Після встановлення теплової рівноваги отримали температуру в посудині 10С. Визначити масу льоду, якщо питома теплоємність металу 400 Дж/кг·

Зако́н Куло́на — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами.

Был открыт Шарлем Кулоном в 1785 г. Проведя большое количество опытов с металлическими шариками, Шарль Кулон дал такую формулировку закона:

Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними

Иначе: Два точечных заряда в вакууме действуют друг на друга с силами, которые пропорциональны произведению модулей этих зарядов, обратно пропорциональны квадрату расстояния между ними и направлены вдоль прямой, соединяющей эти заряды. Эти силы называются электростатическими (кулоновскими).

Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы:

точечность зарядов — то есть расстояние между заряженными телами много больше их размеров — впрочем, можно доказать, что сила взаимодействия двух объёмно распределённых зарядов со сферически симметричными непересекающимися пространственными распределениями равна силе взаимодействия двух эквивалентных точечных зарядов, размещённых в центрах сферической симметрии; их неподвижность. Иначе вступают в силу дополнительные эффекты: магнитное поле движущегося заряда и соответствующая ему дополнительная сила Лоренца, действующая на другой движущийся заряд; взаимодействие в вакууме.

Однако с некоторыми корректировками закон справедлив также для взаимодействий зарядов в среде и для движущихся зарядов.[1]

В векторном виде в формулировке Ш. Кулона закон записывается следующим образом:

где  — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2;  — величина зарядов;  — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами — );  — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноимённые заряды отталкиваются (а разноимённые — притягиваются).

Все тепло, поступающее к сосульке, идет на плавление. Лед плавится при температуре 0 С, и этот показатель является неизменным. Т.е. Q = mλ, где λ - теплота плавления льда. Масса расстаявшего льда прямопропорциональна выражению pSh, где p - плотность, S - площадь, (но т.к. сосульки геометрически подобные, то она нас не сильно интересует), h - высота (читайте длина), то можно записать следующее выражение:

Q = λm = pSh или = pSlλ = St

Откуда выводим пропорцию:

l/t = 1/pλ

Прямая зависимость.

Отсюда находим, что сосулька расстаит за:

t = Lt/l = 6.

Или же можно представить совсем грубо:

Q1/t1 = Q2/t2

Найти объем через формулу:

V = Sоснh/3

S одинаковое, поэтому можно откинуть.

V = h/3

Найти массу через плотность:

p = m/V => m = pV

Подставить в уравнение плавления и найти время. Получается тоже 6 часов, чего и следовало ожидать.

Однако первый более физически верен.