Какова масса растопившегося льда за 10 минут при нагреве стального стержня длиной 20 см и площадью поперечного сечения

Тема урока: Расчет массы растопленного льда

Инструкция:
Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Выражая его в формуле:

Qпоступившее + Qраспределенное = Qпотерянное + Qвыполненное работой + Qизменение внутренней энергии

При условии, что потери тепла через боковые стенки стержня отсутствуют, уравнение можно упростить:

Qпоступившее = Qизменение внутренней энергии

Qпоступившее - количество теплоты, полученное стержнем,
Qизменение внутренней энергии - изменение внутренней энергии льда.

Известно, что количество теплоты, полученное стержнем, можно вычислить по формуле:

Qпоступившее = масса стали * удельная теплоемкость стали * изменение температуры

Масса растопленного льда определяется как:

Масса льда = Qизменение внутренней энергии льда / удельная теплота плавления льда

Подставляя известные значения в формулы, можно вычислить массу растопленного льда.

Пример:
У нас есть стержень из стали длиной 20 см и площадью поперечного сечения 3 см2. Он нагревается с одного конца до температуры 3000 С за 10 минут. Возможно, рассчитать, сколько льда растает в процессе нагрева?

Совет:
Для понимания данной задачи рекомендуется иметь некоторые знания о законе сохранения энергии и удельной теплоемкости различных веществ. Также полезно иметь представление о теплопроводности и теплоемкости стали и льда.

Задача на проверку:
Масса стали составляет 50 г, а удельная теплоемкость стали равна 0,1 кал/(г·°С). Найдите массу растопленного льда, если удельная теплоемкость плавления льда равна 0,5 кал/г.