Найти высоту, на которой потенциальная энергия груза массой 1000 кг равна количеству

Условие задачи:

Найти высоту, на которой потенциальная энергия груза массой 1000 кг равна количеству теплоты, выделяющейся при замерзании 0,1 кг воды, взятой при температуре плавления.

Задача №5.3.6 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(m_1=1000\) кг, \(m_2=0,1\) кг, \(h-?\)

Решение задачи:

Из условия задачи ясно, что имеет место следующее равенство:

\[{E_п} = Q\;\;\;\;(1)\]

Потенциальную энергию \(E_п\) груза массой \(m_1\) и количество теплоты \(Q\), выделяющееся при замерзании воды массой \(m_2\), можно найти по следующим формулам:

\[\left\{ \begin{gathered}
{E_п} = {m_1}gh \hfill \\
Q = \lambda {m_2} \hfill \\
\end{gathered} \right.\]

Удельная теплота кристаллизации воды \(\lambda\) (она же удельная теплота плавления льда) равна 330 кДж/кг.

В таком случае равенство (1) примет вид:

\[{m_1}gh = \lambda {m_2}\]

Откуда искомую высоту \(h\) можно найти по формуле:

\[h = \frac{{\lambda {m_2}}}{{{m_1}g}}\]

Посчитаем ответ к задаче:

\[h = \frac{{330 \cdot {{10}^3} \cdot 0,1}}{{1000 \cdot 10}} = 3,3\;м\]

Ответ: 3,3 м.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

5.3.5 При трении двух тел, теплоёмкости которых по 800 Дж/К, температура через 1 мин
5.3.7 Чему равна высота водопада, если температура воды у его основания на 0,05 C больше
5.3.8 С какой высоты упал свинцовый шар, если при падении изменение его температуры