结构推理
如图所示，一块高为a，宽为b的长方形钢板放在边长为c的立方体的冰块之上，钢板两端分别各挂上一质量为m的重物．整个系统及周围环境均在0℃温度下．
(1)证明钢板下面冰的温度降低了．
(2)在钢板下面的冰熔解，在板上的水又凝结，热量从钢板往下传．若在单位时间内从单位面积钢板下传的热量，其中为常量，试证钢板下坠速度为
其中为冰的密度，,分别为冰和水的比容，为单位质量冰的熔解热，为钢板的导热系数．忽略钢板的重量．
【正确答案】解（1）在钢板下面的冰承受的压强要比环境压强大
（1）
设由此而导致冰熔点的降低为，按照克拉拍龙方程，有
(2)
由于冰有熔解时的反常膨胀现象（冰熔解时体积反而缩小），即而冰熔解时要吸热的，即,所以时, ,也就是说压强增加时熔点反而降低．将（1）式代入(2)得到所降低的温度数值为
（3）
在上式的分子和分母上分别除以摩尔质量，（3）式可以表示为
（4）
（2）由于达到稳定状态时在钢板上、下表面之间存在△T的温度差，而在dt时间内从bc面积的钢板上下传的热量为dQ，由傅里叶定律
知道． (5)
这部分热量使得的质量的冰熔解，有
(6)
由（4）式、（5）式、（6）式可以得到
【答案解析】