1) Какую массу воды туристу следовало зачерпнуть из проруби? 2) Какое количество теплоты нужно было использовать

1) Для решения данной задачи, нам понадобятся данные о плотности и температуре снега и воды, а также о теплоте плавления снега.

Плотность снега обычно составляет приблизительно 0,92 г/см³, а плотность воды - 1 г/см³. Допустим, что турист зачерпнул \(V\) объема снега.

Теперь используем закон Архимеда, чтобы найти массу снега, которую турист зачерпнул. Формула закона Архимеда:

\[F_A = \rho \cdot V \cdot g\]

где \(F_A\) - Архимедова сила поддерживающая тело в воде, \(\rho\) - плотность жидкости, \(V\) - объем жидкости, \(g\) - ускорение свободного падения.

Так как в данной задаче жидкостью является вода, то ее плотность будет использоваться.Тогда

\[F_A = \rho_{воды} \cdot V_{снега} \cdot g\]

С другой стороны, Архимедова сила также может быть представлена как:

\[F_A = m_{снега} \cdot g\]

где \(m_{снега}\) - масса снега.

Таким образом:

\[\rho_{воды} \cdot V_{снега} \cdot g = m_{снега} \cdot g\]

Разделив обе стороны на \(g\), получим:

\[\rho_{воды} \cdot V_{снега} = m_{снега}\]

Теперь, найдем массу снега:

\[m_{снега} = \rho_{воды} \cdot V_{снега}\]

2) Чтобы узнать, сколько теплоты потребуется для превращения снега в воду, мы можем воспользоваться теплотой плавления, которая равна 334 Дж/г. Теплота плавления показывает, сколько теплоты необходимо добавить к веществу, чтобы изменить его фазу.

Таким образом, используем следующую формулу:

\(Q = m_{снега} \cdot Q_{плавления}\)

где \(Q\) - количество теплоты, \(m_{снега}\) - масса снега, \(Q_{плавления}\) - теплота плавления.

3) Данная задача связана с увеличением времени ожидания закипания воды, когда и вода, и снег находятся при температуре 0°C. Время ожидания закипания зависит от разницы между начальной температурой и точкой закипания воды.

Нормальная точка закипания воды при атмосферном давлении составляет 100°C. При увеличении давления, точка закипания повышается, а при уменьшении - снижается.

Однако, поскольку данная задача не предоставляет информацию о давлении, мы можем считать, что начальная температура воды и снега равна 0°C, а точка закипания все еще составляет 100°C.

Следовательно, разница в температуре между начальной температурой и точкой закипания воды составляет 100°C - 0°C = 100°C.

Время ожидания закипания воды с использованием определенной мощности и заданной разницы температур может быть рассчитано с помощью формулы:

\[t = \frac{m \cdot c \cdot \Delta T}{P}\]

где \(t\) - время ожидания закипания, \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - разница в температуре, \(P\) - мощность.

В данной задаче мы не знаем массу воды, поэтому мы не можем рассчитать время ожидания закипания для конкретных значений. Однако, если мы знаем массу воды, тогда мы можем использовать эту формулу для решения задачи.