Какой процент ввода воды в большую теплоизолированную предварительно откачанную вакуумную камеру при температуре

Тема: Процент замерзания воды в вакуумной камере

Разъяснение: Чтобы решить эту задачу, нужно учесть, что процесс замерзания воды происходит при постепенном отводе тепла от воды до температуры замерзания. Замерзание происходит при температуре 0°С.

Для решения задачи используем формулу:
Q = mcΔT,
где Q - количество теплоты, необходимое для замерзания, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Сначала определим количество теплоты, которое выделяется при замерзании 1 кг воды. Это значение равно удельной теплоте кристаллизации воды X.

Затем найдем массу воды, которая превратится в лед. Для этого воспользуемся формулой:
m_ice = Q / X,

где m_ice - масса льда, Q - количество теплоты, необходимое для замерзания, X - удельная теплота кристаллизации воды.

Теперь найдем общую массу воды в вакуумной камере, которая равна м_ice + m_water,

где m_water - масса воды в вакуумной камере.

И, наконец, найдем процент ввода воды, который превратится в лед, используя формулу:
процент_замерзания = (m_ice / (m_ice + m_water)) * 100.

Подставим значения и округлим до целых чисел, получим ответ а %.

Пример использования:
Дано: c = 4,2 кДж/кг-°С, X = 340 кДж/кг, L = 2,3 МДж/кг, t = 0°С.
Решение:
1. Найдем количество теплоты, необходимое для замерзания 1 кг воды: Q = X = 340 кДж/кг.
2. Найдем массу воды, которая превратится в лед: m_ice = Q / X = 1 кг.
3. Найдем общую массу воды в камере: m_water = m_ice + m_water.
4. Найдем процент замерзания: процент_замерзания = (m_ice / (m_ice + m_water)) * 100.
Ответ: а %.

Совет: Чтобы лучше понять процесс замерзания и провести расчеты, рекомендуется ознакомиться с удельной теплоемкостью, удельной теплотой кристаллизации и удельной теплотой парообразования воды. Это поможет вам осознать, как вода меняет свое состояние при изменении температуры.

Упражнение: Какой процент ввода воды в большую теплоизолированную предварительно откачанную вакуумную камеру при температуре t = -5°С превратится в лед? Удельная теплоёмкость воды равна c = 4,2 кДж / кг-°С, удельная теплота кристаллизации воды равна X = 340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды равна L = 2,3 МДж/кг. Дайте ответ в процентах и округлите до целых чисел. Ответ: b %.