Задача даёт удельную теплоёмкость плавления (удельную тепло плавления) l = 80 kJ/kg и мощность N = 1000 W. Предположим, что вся мощность идёт на плавление и процесс идёт за время t, начало с массой 0. Тогда можно найти зависимость массы от времени.
Пошагово:
- Переведём величины в единую систему единиц.
- l = 80 кДж/кг = 80 000 Дж/кг
- N = 1000 Вт = 1000 Дж/с
- Соотношение между мощностью, энергией и плавлением.
- Мощность N = dQ/dt, где Q — энергия, затрачиваемая на плавление.
- Энергия, необходимая для плавления массы m: Q = m l.
- Дифференциально: dQ/dt = l dm/dt, значит dm/dt = N / l.
- Найдём скорость плавления и зависимость массы от времени.
- dm/dt = N / l = 1000 / 80000 = 0.0125 кг/с.
- При нулевом исходном объёме: m(t) = (N / l) t = 0.0125 t кг.
- Примеры расчета:
- После 1 секунды: m = 0.0125 кг = 12.5 г.
- После 10 секунд: m = 0.0125 × 10 = 0.125 кг = 125 г.
- После 30 секунд: m = 0.0125 × 30 = 0.375 кг = 375 г.
- Если нужно найти время для заданной массы:
- t = m / (N / l) = m l / N.
- Например, для m = 0.5 кг: t = 0.5 × 80000 / 1000 = 40 с.
Важно: в условии не указано время плавления. Поэтому единственное числовое значение массы можно получить только для конкретного времени t (или наоборот временем для заданной массы). Если время не дано, масса определяется как m(t) = 0.0125 t кг.