Сравните затраты на расплавление площади S = 1 м² слоя слежавшегося
Условие
Зима в этом году оказалась необыкновенно снежной, с частыми сильными снегопадами и редкими оттепелями. На фотографиях видны торцы пластов снега на крышах в конце февраля 2021 г. По этим фотографиям можно идентифицировать процессы, влияющие на изменение толщины слоя снега с течением времени. В интернете также можно найти неполные данные о высоте снежного покрова h в Москве и о его приросте на разные календарные даты (см. таблицу). Постройте приблизительно график зависимости высоты h снежного покрова в Москве от времени t (в днях) за три месяца зимы — декабрь, январь и февраль 2020/21 года, и объясните ход этого графика. Объяснения должны базироваться на физических процессах, происходящих в снегу после его выпадения под действием вышележащих слоев, оттепелей и дождей. Используя построенный график, оцените среднюю скорость роста толщины снежного покрова за зиму.
Дата | см | h, см | Примечание | 01.12.20 | | 0 | После теплых дней в ноябре | 06.12.20 | | 13 | После обильного снегопада | 15.12.20 | | 6 | | 17.12.20 | 10 | | Сильный снегопад, потом оттепель | 25.12.20 | | | Подошел циклон «Грета» | 26.12.20 | | 16 | После снегопада | 31.12.20 | | 10 | Оттепель до 04.01.21 | 14.01.21 | | 30 | После нескольких небольших снегопадов | 16.01.21 | 10 | 40 | Один мощный снегопад | 23−29.01 | | 16 | Оттепель | 31.01.21 | | 38 | После сильного снегопада | 04.02.21 | 10 | | | 10.02.21 | | 33 | | 12−14.02 | | 60 | Рекордный снегопад | 24−25.02 | 10 | | Сильный снегопад | 27.02.21 | −10 | | После оттепели с дождем | Чтобы крыша дома не рухнула под тяжестью снега, можно, например, расплавить его горячей водой или с помощью электронагревателей. Сравните затраты на расплавление площади S = 1 м² слоя слежавшегося снега толщиной h_с = 70 см, находящегося при температуре T_с = -10 °C и имеющего плотность этими двумя способами. Горячая вода из-под крана имеет температуру T_в = +60 °C и стоит сейчас 205,15 руб./м³, а электроэнергия — 5,66 руб./(кВт · час). Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ (в данном случае: п. 3 и п. 4) и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и закономерностей: (в данном случае: ход графика объясняется ростом снежного покрова из-за снегопадов, дальнейшим уплотнением снега из-за нагрузки новых выпадающих слоев, таянием снега при оттепелях и его смерзанием при последующих морозах). | 3 | Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеются один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не используется одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т. п.)И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочет.И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачеркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. | 2 | Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания и приведено объяснение, но в нем не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения.ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца.ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки.ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи. | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказаннымкритериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла. | 0 | Максимальный балл | 3 |
Формат задания
Решение по шагам
Как рассуждать
Построим график зависимости h(t). Из фотографий и из таблицы следует, что слои снега наращивались в течение всех трех месяцев зимы, причем в декабре снега выпало не очень много, и он подтаивал и сжимался под весом следующих порций. Незадолго до Нового года был снегопад и потом оттепель, и это видно по прослойке льда в нижней части фотографий. В январе было два сильных снегопада, сменявшихся сильными оттепелями, когда слой выпавшего снега быстро уплотнялся, но на него снова падал снег, и потом таял, и осадков было выше нормы. На второй фотографии хорошо видна ледяная прослойка, образовавшаяся в конце января из-за дождя. В феврале (12−14.02) был почти рекордный снегопад, когда выпало около 60 см снега, потом еще один сильный снегопад, а затем — резкая оттепель, и много снега растаяло. На графике h(t) изображен приблизительный ход изменения толщины слоя снега в Москве за зиму 2020/21 г. Видно, что средняя скорость прироста высоты снежного покрова за зиму составляет около [рисунок]
Осталось ещё 2 шага
Шаг 2
Шаг 3
Бесплатно · займёт минуту