Номер 3, страница 54 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

3. Как изменилась бы ситуация с весенними паводками, если бы удельная теплота плавления льда стала бы такой же, как у свинца?

3. Дано:

Удельная теплота плавления льда (реальная): $ \lambda_{льда} = 3,3 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг} $

Удельная теплота плавления свинца (гипотетическая для льда): $ \lambda_{свинца} = 2,5 \cdot 10^4 \frac{Дж}{кг} $

Найти:

Как изменится ситуация с весенними паводками?

Решение:

Весенние паводки возникают из-за таяния больших масс снега и льда, накопившихся за зиму. Процесс таяния (плавления) требует подвода определенного количества теплоты. Количество теплоты $Q$, необходимое для плавления тела массой $m$, находящегося при температуре плавления, определяется формулой:$Q = \lambda \cdot m$где $ \lambda $ — удельная теплота плавления вещества.

Сравним удельную теплоту плавления льда и свинца.$ \frac{\lambda_{льда}}{\lambda_{свинца}} = \frac{3,3 \cdot 10^5 \frac{Дж}{кг}}{2,5 \cdot 10^4 \frac{Дж}{кг}} \approx 13,2 $Это означает, что для плавления 1 кг льда требуется примерно в 13 раз больше энергии (теплоты), чем потребовалось бы для плавления 1 кг гипотетического "свинцового льда".

В реальных условиях высокая удельная теплота плавления льда играет роль природного регулятора. Она заставляет процесс таяния снега и льда происходить медленно и постепенно, так как для этого требуется большое количество тепла от солнца и теплого воздуха. Таяние растягивается на несколько недель.

Если бы удельная теплота плавления льда стала такой же, как у свинца (то есть в 13 раз меньше), то то же самое количество весеннего тепла растапливало бы снег и лед в 13 раз быстрее. Это привело бы к очень быстрому, почти мгновенному сходу талых вод. Огромное количество воды за короткий промежуток времени устремилось бы в реки, что вызвало бы резкий и очень высокий подъем уровня воды.

Таким образом, паводки стали бы гораздо более интенсивными, внезапными и разрушительными. Вместо постепенного половодья мы бы наблюдали катастрофические наводнения.

Ответ: Если бы удельная теплота плавления льда стала такой же, как у свинца (т.е. уменьшилась бы примерно в 13 раз), то для таяния снега и льда весной потребовалось бы значительно меньше теплоты. Это привело бы к очень быстрому, практически взрывному таянию. Огромные массы воды за короткое время поступали бы в реки, вызывая катастрофические, гораздо более сильные и разрушительные весенние паводки.