40.5 [993] Если прогретые в кипящей воде цилиндры из свинца, олова и стали массой 1 кг поставить на лёд, то часть льда под ними растает. Как при этом изменится внутренняя энергия цилиндров? Под каким из цилиндров растает больше льда, под каким — меньше? Какая из лунок (рис. VI-11) образовалась под свинцовым цилиндром, какая — под стальным?

Цилиндры охлаждаются, передавая теплоту льду, поэтому внутренняя энергия каждого цилиндра уменьшается.

Все цилиндры имеют одинаковую массу и были нагреты до температуры кипящей воды. При охлаждении до температуры плавления льда отданная теплота определяется формулой \(Q=cm\Delta t\). Масса и изменение температуры одинаковы, поэтому больше теплоты отдаёт металл с большей удельной теплоёмкостью. У стали удельная теплоёмкость больше, чем у олова и свинца; у свинца — наименьшая из этих трёх металлов. Поэтому больше льда растает под стальным цилиндром, а меньше всего — под свинцовым.

На рисунке правая лунка глубже левой. Следовательно, правая образовалась под стальным цилиндром, а левая — под свинцовым.

Ответ: внутренняя энергия всех цилиндров уменьшится; больше льда растает под стальным цилиндром, меньше — под свинцовым; левая лунка — под свинцовым, правая — под стальным.