Каково будет погружение стального кубика со стороной 5 см, находящегося в кипящей воде, в лёд при температуре
Каково будет погружение стального кубика со стороной 5 см, находящегося в кипящей воде, в лёд при температуре 0 градусов?
Станислав_5486 35
Для решения данной задачи нам понадобятся некоторые физические законы и формулы. Начнем с того, что найдем объем кубика. Объем куба вычисляется по формуле \( V = a^3 \), где \( V \) - объем, а \( a \) - длина стороны куба. В данном случае, длина стороны куба равна 5 см, следовательно, объем будет равен:\[ V = 5 \, см \times 5 \, см \times 5 \, см = 125 \, см^3 \]
Теперь перейдем к понятию плотности вещества. Плотность обозначает массу одного объемного единичного кубика данного вещества. Для стали плотность обычно составляет около 7,8 г/см³. Таким образом, масса куба будет равна:
\[ m = V \times \rho = 125 \, см^3 \times 7,8 \, г/см^3 = 975 \, г \]
Теперь обратимся к закону Архимеда, который утверждает, что на тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости. Когда кубик погружен в кипящую воду, на него действует сила Архимеда, равная весу вытесненной воды.
Теперь перейдем к понятию плотности воды. При комнатной температуре плотность воды составляет около 1 г/см³. Таким образом, объем вытесненной воды будет равен объему куба:
\[ V_{\text{воды}} = V_{\text{кубика}} = 125 \, см^3 \]
Масса вытесненной воды можно найти, умножив объем вытесненной воды на её плотность:
\[ m_{\text{воды}} = V_{\text{воды}} \times \rho_{\text{воды}} = 125 \, см^3 \times 1 \, г/см^3 = 125 \, г \]
Теперь, когда у нас есть масса исходного кубика и масса вытесненной воды, мы можем найти разницу между этими двумя значениями:
\[ \Delta m = m_{\text{воды}} - m = 125 \, г - 975 \, г = -850 \, г \]
Отрицательное значение говорит о том, что масса вытесненной воды меньше, чем масса кубика. Это означает, что кубик стали будет всплывать в воде.
Итак, когда мы погрузим стальной кубик со стороной 5 см в лед при температуре 0 градусов, он будет всплывать, так как сталь - более плотный материал, чем лед. Но взаимодействие между ними будет зависеть от массы кубика и объема вытесненного льда.