Теплоемкость льда 2,110 кДж/(кг*К)
Теплота плавления льда 335 кДж/(кг*К)
Теплоемкость воды 4,200 кДж/(кг*К)
Теплота испарения 2260 кДж/(кг*К)
Теплоемкость пара 2,020 кДж/(кг*К)
Данные по разным источникам могут немного отличаться. Если есть свой справочник - возьмите по нему.
Q= 5*2,11+335+100*4,200+2260+20*2,020=3065,95
V=c/n=3*10^8/2,42=1,24*10^8 м/с
L1=L/n=760/2,42=314 нм
Удельная теплота плавления льда <span>λ=</span>335кДж/кг.
Q=λm=335*4=1340 <span>кДж</span>
Пусть t - все время падения
h=g*t²/2
h2=g*(t-1)²/2 - высота пройденная за время без последней секунды
h-h2=2*h/3
h/3=h2
g*t²/2*3=g*(t²-2*t+1)/2
2*t²-6t+3=0
решаем квадратное уравнение
t=2,366 с
h= 9,8*2,366²/2=27,4 м
Сначала посчитаем количество теплоты, необходимое для расплавления льда. Его удельную теплоёмкость возьмем из таблицы:
с = 2100 Дж/Кг°С;
Q = c*m*(t₂ - t₁)
Q = 2100 * 5 * (0 + 100) = 1050000 (Дж) = 1050 кДж.
Теперь считаем энергию, необходимую для испарения полученной воды. Удельную теплоту парообразования возьмем из таблицы:
L = 2256 Дж/Кг;
Q = L * m$
Q = 2256 * 5 = 11280 (Дж) = 11,28 кДж.
Найдем энергию, необходимую для нагрева алюминиевой кастрюли массой 1 кг от -100 °С до 100°С. Для этого удельную теплоёмкость алюминия возьмём из таблицы:
с = 920 Дж/Кг°С;
Q = c * m * (t₂ - t₁);
Q = 920 * 1 * (100 + 100) = 184000 (Дж) = 184 кДж.
Складываем все затраченные энергии:
1050 + 11,28 + 184 = 1245,28 (кДж).
Ответ: потребуется 1245,28 кДж теплоты.