ВсОШ 2003, Заключителен етап, 9–11 клас — Задача 3. Байкальские морозы
XXXVII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Заключительный этап. Теоретический тур. Методическое пособие
Условие
На поверхности озера Байкал зимой намерзает толстый слой льда. Предположим, что где-то в декабре толщина льда составляет см. Температура воздуха . С какой скоростью (в мм/час) увеличивается в этот период толщина слоя льда?
Для льда: плотность г/см, удельная теплота плавления Дж/кг, коэффициент теплопроводности Вт/(мC).
Примечание. Количество теплоты, проходящее в единицу времени через слой вещества площадью и толщиной при разнице температур между поверхностями, определяется соотношением . Теплоемкость воды и льда не учитывать.
Отговори
1.3 мм/ч
м/с
Решение
Количество теплоты, передаваемое воздуху через лед за малое время :
где — выделенная площадь поверхности льда, — температура воды подо льдом.
При замерзании слоя (рис. 12) выделяется количество теплоты

Соответствующее условию задачи приближенное уравнение теплового баланса:
Отсюда следует:
Оригинал в Архива: final03T.pdf