Kezdőlap


Feladat:	479. fizika gyakorlat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Pintér Gábor
Füzet:	1980/április, 177. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Arkhimédész törvénye, Olvadás, fagyás, Gyakorlat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1979/december: 479. fizika gyakorlat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

A jég sűrűsége nagyobb az olajénál, viszont kisebb a vízénél, igy a jégdarab az olaj és a víz határfelületén fog úszni. A jég súlya egyensúlyt tart a rá ható felhajtóerők összegével. Ha a jég térfogata $V$ , a vízbe merülő rész térfogata $V_{1}$ , akkor az úszás feltétele:

\begin{matrix} V \cdot ϱ_{jég} \cdot g = V_{1} \cdot ϱ_{víz} \cdot g + (V - V_{1}) \cdot ϱ_{olaj} \cdot g . \end{matrix}

Tehát

\begin{matrix} \frac{V_{1}}{V} = \frac{ϱ_{jég} - ϱ_{o l a j}}{ϱ_{víz} - ϱ_{o l a j}} . \end{matrix}

Az adatokat behelyettesítve:

V_{1} / V = 3 / 5

. Eszerint a jégdarab (3/5) része merül a vízbe.
A jég olvadáshője

L_{0} = 334 960

joule/kg. A

Q = 85 000

joule hő hatására a jég

m

tömegű része megolvad:

\begin{matrix} m = Q / L_{0} = 0, 253 kg . \end{matrix}

Az ebből keletkezett víz térfogata:

\begin{matrix} V_{2} = m / ϱ_{víz} = 0, 253 {dm}^{3} . \end{matrix}

A hőközlés előtt az

m

tömegű jég térfogata:

\begin{matrix} V_{3} = m / ϱ_{jég} = 0, 275 {dm}^{3} . \end{matrix}

Tehát

0, 275 {dm}^{3}

jég elolvadásakor

0, 253 {dm}^{3}

víz keletkezett, így a folyadék térfogata

Δ V = 0, 022 {dm}^{3}

-rel csökkent. A folyadék szintjének csökkenése:

\begin{matrix} Δ h = \frac{Δ V}{A} = \frac{0, 022 {dm}^{3}}{1, 5 {dm}^{2}} \approx 0, 015 dm = 1, 5 mm . \end{matrix}

Pintér Gábor (Kiskunhalas, Szilády Á. Gimn., I. o. t.)