Сколько теплоты выделилось при образовании льда толщиной 1 мм на поверхности водоема площадью 250 м² при 0 ⁰С, учитывая

Тема занятия: Выделение теплоты при образовании льда

Инструкция: При образовании льда, теплота выделяется, так как вода при этом процессе переходит из жидкого состояния в твердое состояние. Чтобы найти количество выделяющейся теплоты, можно воспользоваться формулой:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса вещества, \( c \) - удельная теплоемкость вещества, \( \Delta T \) - изменение температуры.

В данной задаче нам нужно найти количество выделяющейся теплоты при образовании льда толщиной 1 мм на поверхности водоема площадью 250 м². Для этого нужно решить задачу в два этапа:

1. Найти массу образовавшегося льда.

Массу льда можно найти, умножив плотность льда на объем льда:

\[ m = V \cdot \rho \]

где \( m \) - масса, \( V \) - объем, \( \rho \) - плотность.

Площадь поверхности водоема равна 250 м². Если предположить, что лед имеет форму параллелепипеда, то его объем можно найти, умножив площадь на толщину:

\[ V = S \cdot h \]

где \( S \) - площадь, \( h \) - толщина.

В данной задаче толщина льда равна 1 мм, что равно 0.001 метра. Плотность льда равна 900 кг/м³. Подставив значения в формулы, получим:

\[ V = 250 \cdot 0.001 = 0.25 \ м³ \]

\[ m = 0.25 \cdot 900 = 225 \ кг \]

2. Найти количество выделяющейся теплоты.

Мы знаем массу льда, чтобы найти количество выделяющейся теплоты, нужно умножить массу на удельную теплоемкость воды:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

В данной задаче температура изменяется от 0 ⁰C до 0 ⁰C, то есть \( \Delta T = 0 \). Удельная теплоемкость воды равна примерно 4186 Дж/(кг·⁰C). Подставив значения в формулу, получим:

\[ Q = 225 \cdot 4186 \cdot 0 = 0 \ Дж \]

Таким образом, при образовании льда толщиной 1 мм на поверхности водоема площадью 250 м² при 0 ⁰C выделяется 0 Дж теплоты.

Совет: Чтобы лучше понять процесс образования льда, можно провести эксперимент, добавив воду в морозильную камеру и наблюдая, как она замерзает с формированием льда.

Закрепляющее упражнение: Сколько теплоты выделилось при образовании льда толщиной 5 мм на поверхности пруда площадью 500 м² при температуре -5 ⁰C, учитывая, что плотность льда равна 920 кг/м³?