Обмороженная гайка

Алюминиевая гайка массой привязана к шарику, заполненному гелием, с помощью тонкой лёгкой нитки. Объём шарика таков, что гайка с шариком остаются неподвижными в воздухе, не касаясь земли. Гайку охлаждают до очень низкой температуры и погружают в цилиндрический сосуд с водой, удерживая её ниже уровня жидкости. Когда процесс намерзания льда прекращается, образуется кусок льда с вмороженной в него гайкой, соединённый тонкой ниткой с гелиевым шариком. После этого удержание гайки прекращают, и в состоянии равновесия кусок льда с гайкой, привязанный к шарику, плавает, погрузившись в воду на объёма.

Плотности веществ: вода — , лёд — , воздух — , гелий — , алюминий — . Площадь сечения сосуда равна . Не все из приведённых данных необходимы для решения задачи, однако их можно использовать, если вы считаете, что это будет полезно.

А) Определите по этим данным массу намёрзшего на гайку льда. Ответ дайте в граммах, округлите до целого.

Б) На сколько миллиметров изменится уровень воды в сосуде после таяния льда относительно уровня воды в положении равновесия, устанавливающегося после окончания удерживания гайки? Считайте, что вся вода, образующаяся при таянии, остаётся в сосуде. Ответ дайте в миллиметрах без учёта знака, округлите до целого.

Войдите, чтобы проверять ответы

Ответ. а) ; б) .

Похожие задачи

Треугольный цикл

Рабочим телом тепловой машины является идеальный двухатомный газ. Машина работает по циклу, состоящему из трёх процессов: нагревания при постоянном объёме, изобарного расширения и процесса, в котором давление изменяется пропорционально объёму. КПД этого цикла равен dfrac{100%}{31}. Определите отноше
Средняя
Молекулярная физика и термодинамика

Путевая и мгновенная скорости

Металлический шарик после выстрела из игрушечной пушки движется вертикально вверх в поле тяжести Земли. Начальная скорость шарика равна 28 м/с. Считая, что ускорение свободного падения равно 10 м/с2, найдите, через какое время после начала движения мгновенная скорость шарика станет равна
Средняя
Механика

Отделяются от аппарата

От космического аппарата массой 1,т, который изначально находится в состоянии покоя, поочерёдно в одном направлении отстреливаются два одинаковых отработавших модуля. При отделении от аппарата каждый модуль получает скорость 10,м/с относительно оставшейся части аппарата. Масса каждого модуля составл
Средняя
Механика

Расширение ограниченно

В газонепроницаемой оболочке, которая может свободно растягиваться (так что давление снаружи оболочки всегда равно давлению внутри) содержится моль гелия при температуре T0 = 100,K. Оболочка располагается внутри жёсткой сферы объёмом 2V, в которой сделаны многочисленные маленькие сквозные
Средняя
Молекулярная физика и термодинамика