Можно опустить в бочку кипятильник, можно залить лёд кипятком, а можно просто дождаться весны. Всё зависит от обстаятельств, объёма воды и уровня замороженности. В некоторых случаях лучше просто опрокинуть бочку и вытряхнуть из неё весь лёд.
Давайте попробуем рассчитать это время. Температура в комнате известна - +25 С.
Размеры кубика льда известны, а значит можно найти объем, а далее массу льда.
Объем V = a^3 = 1*1*1 = 1 см3. Масса m = p*V = 0,9*1 = 0,9 г = 0,0009 кг.
Тогда можно рассчитать количество теплоты, которое необходимо для таяния льда такой массы.
Q = L*m = 330000*0,0009 = 293 Дж.
Теперь перейдем к теплопроводности воздуха. То есть какое количество тепла воздух способен пропустить за 1 с. Коэффициент теплопроводности воздуха при температуре +25 С равен примерно 0,026 Вт/(м·град) или 2,6 Вт/(см·град). Теперь рассчитаем время за которое лед получит 293 Дж. t = Q/P = 293/2,6 = 488 c = 8 минут.
Если же положить лед в варежки или укутать чем-то, то это время будет чуть больше.
Возможно такое объяснение этого явления. Я похожее явление наблюдал, когда иней попадает на холодный воздух или на поверхность с низкой температурой. Думаю, что и на льду Ладожского озера выпал иней который попав на холодный лёд образовал такие чудные цветы. То, что цветы образовались в таком порядке, можно объяснить тем, что на льду образовались трещины.
Этот вопрос нужно задать зимним рыбакам, желательно из северных регионов. Только они могут оценить прочность льда, в зависимости от температуры. Из своего опыта могу утверждать, что лед, с температурой, скажем, -5 градусов, бурить легче, чем тот же лед, с температурой -25. Что касается стали, тут все верно, при очень низких температурах сталь становится очень хрупкой. Может, и не такой, как обычный лед, -- ее хрупкость напоминает хрупкость керамики.
Теплоемкость льда - 2 100 Дж/кг/K
Удельная теплоемкость плавления льда - 340 000 Дж/кг
Теплоемкость воды - 4 200 Дж/кг/K
Считаем для 1 кг.
2100 Дж/кг/K х 5 K + 340 000 + 4 200 Дж/кг/K х 20 K = 434 500 Дж/кг
Нам нужно рассчитать на 100 г, т.е.
434 500 Дж/кг х 0.1 Кг = 43 450 Дж