Изображение предмета имеет высоту Н = 3 см. Какое фокусное расстояние F должна иметь линза, расположенная на расстоянии ƒ = 3 м от экрана, чтобы изображение данного предмета на экране имело высоту h = 1м?

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄

Сначала нагреваем лёд до температуры плавления:

Q₁ = cmΔt 

c - удельная теплоёмкость ( для льда 2060 Дж / кг * С )
m - масса ( 500 г = 0,5 кг )
Δt - разности температур ( 0 С ( температура плавления ) - ( - 40 С ) = 0 + 40 = 40 С )

Q₁ = 2060 * 0,5 * 40 = 41200 Дж 

Теперь плавим:

Q₂ = λ * m 

λ - удельная теплота плавления ( для льда 340000 Дж / кг )
m - масса ( 0,5 кг )

Q₂ = 340000 * 0,5 = 170000 Дж 

Полученную воду нагреваем до 100 С:

Q₃ = c₁mΔt 

c₁ = 4200 Дж / кг * С 
m = 0,5 кг 
Δt - разности температур ( 100 С - 0 С = 100 С )

Q₃ = 4200 * 0,5 * 100 = 210000 Дж 

Наконец-то испаряем:

Q₄ = L * m 

L - удельная теплота парообразования ( 2256000 Дж / кг )
m = 0,5 кг 

Q₄ = 2256000 * 0,5 = 1128000 Дж 

Общее кол-во теплоты:

Q = 41200 + 170000 + 210000 + 1128000 = 1549200 Дж = 1,5492 МДж

Буксир выдаёт 550*0,4=220кВт тяговой мощности. Возьмём время равное одному часу. За это время буксир выдаст энергии 220кВт*3600с= 792МДж, которая потратится на совершение работы (перемещение баржи + преодоление своего сопротивления воды). Работа равна сила, умноженная на перемещение. За час пройден путь 18 км. Значит на перемещение баржи пошло 18000м*30кН=540МДж, остальное 792-540=252мДж потрачено на преодоление сопротивления воды корпуса буксира. То есть F*18000м=252Мдж, то есть F=14кН. Вот как-то так.