4. Яку масу води можна нагріти від 25°С до 75°С за 2 хв 40 с електричним нагрівачем, КкД якого становить 75%? Нагрівач виготовлено з 11 м нікелінового дроту з площею перерізу 0, 5 мм², а живиться нагрівач від мережі 220 В.

3%.  

Чертим окружность с центром в точке О и из некоторой точки А на окружности продолжаем радиус до точки В. Расстояние АВ - высота 400км. Проводим из точки В прямую касательно к окружности. Пусть она касается окружности в точке С. Треугольник ОВС - прямоугольный. Поэтому можем найти угол АОС как α = arccos[R/(R+H)] = arccos[6378/(6378+400)] = 0.34526 (это в радианах, а в градусах будет 19,8град) . Из точки О проводим перпендикуляр к прямой АС и получаем два новых прямоугольных треугольника. Из них пожем найти половину расстояния Х от точки А до точки С: Х = R Sin(α/2) = 6378 Sin (0.34526/2) = 1095.6км. А полное расстояние АС в два раза больше и равно 2191.14км. Это та часть земной поверхности, которую может охватить взглядом космонавт. Находим ее площадь S1 = 3.14x2191.14² = 15x10^6км. Общая же площадь шарика рассчитывается как S2 = 4x3.14x6378² = 510x10^6км. Отношение S1/S2 = 15/510 = 0.029. Или 2.9%. Но вследствие того, что мы находили охватываемую взглядом площадь как плоскую, а она выпуклая, то в реальности соотношение будет несколько больше. И мы получаем в точности 3%.

Вода обладает массой уникальных свойств.

Одно из них то, что самая большая плотность у воды при температуре +4°С

Вода остывает медленно. При достижении температуры +4°С, самая "тяжелая" вода оседает на дно водоема, а более "легкие" и холодные слои воды поднимаются к верху - где и превращаются в лед. Толстый слой льда не позволяет ветру перемешивать воду. Процесс конвекции в водоеме замирает. Дальнейшее замерзание осуществляется только за счет теплопроводности - а она у льда и воды невелика.

Конечно в совсем сильные морозы водоем может вымерзать до дна. Но для этого он должен быть неглубоким.