Все зависит от количества того и другого вещества.
Если воды бесконечно много, то тут все очевидно, рано или поздно нафталин приобретет температуру плавления и после этого расплавится.
Но если воды мало? В условиях не оговорено, что воду поддерживают кипящей, то есть постоянно есть приток тепла, а это значит, что энергии, запасенной в воде может и не хватит для нагрева нафталина до точки кипения и последующего перехода в жидкое состояние.
В любом случае, необходимо решить уравнение:
c₁ m₁ (100- Tₓ) ≥ c₂ m₂ (Tₓ - T₀) + λm₂, где 1 - вода, 2- нафталин, Tₓ - температура плавления нафталина, T₀ - комнатная температура (начальная температура нафталина), λ - удельная теплота плавления нафталина.
Пусть T₀ = 25°, c₁ = 4,1 кДж/(кг*K), c₂ = 1,3 кДж/(кг*K), λ = 151 кДж/кг
Тогда: m₁/m₂ ≥ (1.3*55 + 151)/(4.1*20)=2.7, при таких соотношениях масс расплав нафталина возможен.
Дано:
m(ч)=60 кг
m(л)=40 кг
V=0
V(ч)₁=4 м/с
-------------------
V(л)₁-?
Задачу можно решить 2-мя через третий закон Ньютона и через импульсы.
импульсы):
p=(m(ч) + m(л))*V
p=m(ч)*V(ч)₁ + m(л)*V(л)₁
Если равны левые части, то можно и приравнять правые:
(m(ч) + m(л))*V =m(ч)*V(ч)₁ + m(л)*V(л)₁
Поскольку V=0, то уравнение будет виду:
m(ч)*V(ч)₁ + m(л)*V(л)₁ = 0
m(л)*V(л)₁ = -m(ч)*V(ч)₁
V(л)₁ = -m(ч)*V(ч)₁ / m(л) - минуса не пугаемся - это всего лишь направление.
Подставляем числа :
V(л)₁ = -60*4 / 40
V(л)₁ = -6 (м/с)
закон Ньютона):
Запишем 3 закон Ньютона:
F(л) = -F(ч)
m(л)*a(л) = -m(ч)*a(ч)
m(л)*(V(л)₁-V)/t = -m(ч)*(V(ч)₁-V)/t
Сокращаем время:
m(л)*(V(л)₁-V) = -m(ч)*(V(ч)₁-V)
Открываем скобки учитывая, что V=0
m(л)*V(л)₁ = -m(ч)*V(ч)₁
V(л)₁ = -m(ч)*V(ч)₁/m(л)
Подставляем числа :
V(л)₁ = -60*4 / 40
V(л)₁ = -6 (м/с)
ответ: 6 м/с.
