Сколько энергии (в джоулях) потребуется для извлечения из воды плавающего куба из льда объемом 8 м3? Предположим
Сколько энергии (в джоулях) потребуется для извлечения из воды плавающего куба из льда объемом 8 м3? Предположим, что плотность льда составляет 0,9 г/см3.
Magnitnyy_Lovec 4
Чтобы решить данную задачу, необходимо использовать известные формулы и данные.Первым шагом определим массу льда. Для этого умножим объем льда на его плотность:
\[ масса = объем \times плотность \]
Объем льда составляет 8 м³, а плотность льда - 0,9 г/см³. Однако, чтобы провести вычисления в одной системе измерения, необходимо привести плотность к г/м³. Для этого умножим плотность на 1000:
\[ плотность_{г/м^3} = плотность_{г/см^3} \times 1000 \]
Теперь, найдем массу льда:
\[ масса = объем \times плотность_{г/м^3} \]
Раскроем скобки в формуле и подставим значения:
\[ масса = 8 \, м^3 \times 0,9 \, г/м^3 \]
После произведения получим:
\[ масса = 7,2 \, тонны \]
Теперь, для нахождения количества энергии, которое требуется для извлечения куба из льда, воспользуемся формулой:
\[ энергия = масса \times удельная \, теплоемкость \times температурный \, перепад \]
Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/г·°C. Температурный перепад будет равен разнице между температурой льда и температурой окружающей среды. Предположим, что температура окружающей среды составляет 20°C, а температура льда - 0°C.
Теперь, подставим значения в формулу:
\[ энергия = масса \times удельная \, теплоемкость \times температурный \, перепад \]
Раскроем скобки и выполним вычисления:
\[ энергия = 7200 \, кг \times 4,18 \, Дж/г·°C \times (0°C - 20°C) \]
\[ энергия = -604800 \, Джоулей \]
Таким образом, для извлечения плавающего куба из льда объемом 8 м³ потребуется -604800 Джоулей энергии. Обратите внимание, что полученный ответ является отрицательным, так как энергия выделяется или потеряна при этом процессе.