Пулей, сделанной из льда, стреляют в колориметр с 2 литрами воды через малое отверстие,...

Question

Пулей, сделанной из льда, стреляют в колориметр с 2 литрами воды через малое отверстие, которое после закрывают. Определить температуру воды после установления теплового равновесия, если скорость пули при вылете из ружья 320м/с , а вес пули 15 гр , начальная температура воды 1 С˚ ; считать, что лёд имеет температуру -1 С˚ ,и трение о воздух отсутствует

Answer 1

Дано M=2 кг   V=320 м/с   m=0,015кг  t1=1C    t2=-1C   t- ?

1) сделаем оценку энергии пули
Eк=m*V^2/2=0,015*320^2/2=768 Дж
2) найдем тепло на нагревание пули  
Q1=c1*m*(0-t1)=2100*0,015*1=31.5 Дж
3) найдем тепло на плавление пули
Q2=л*m=3,4*10^5*0,015=5100 Дж
ясно что кинетической энергии пули не хватит чтобы лед нагрелся до 0 и расплавился
4) найдем тепло которое может отдать вода
Q3=c*M*(t1-0)=4200*2*1=8400 Дж
значит тепла воды хватит чтобы расплавить и разогреть лед
c*M*(t1-t)+Eк=с2*m*(0-t2)+л*m+c*m*t
t*c*(m+M)=Q3+Eк-Q1-Q2
t=(8400+768-31,5-5100)/4200*2.015=4036.5/4200*2,015=0.477С
Ответ t~0,5C