За сколько времени вода полностью замёрзнет при охлаждении с 10°C до 0°C? Значения удельной теплоёмкости воды

Предмет вопроса: Время замерзания воды

Инструкция: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать следующую формулу:

Q = m*c*ΔT + m*L,

где Q - количество выделившейся или поглощенной теплоты (в данном случае поглощение), m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры (10°C - 0°C), L - удельная теплота плавления воды.

В нашем случае, m = 1 кг (так как мы рассматриваем 1 кг воды), c = 4200 Дж/кг∙°C и L = 3,3∙10^5 Дж/кг.

Подставляя значения в формулу, получим:

Q = (1 кг)*(4200 Дж/кг∙°C)*(10°C) + (1 кг)*(3,3∙10^5 Дж/кг)

Вычислим это выражение:

Q = 42000 Дж + 3,3∙10^5 Дж = 342000 Дж

Теперь, чтобы найти время замерзания, нам нужно знать скорость потери тепла. Примем, что это 100 Дж/с (допустимые потери тепла).

Тогда, время замерзания можно найти, разделив количество поглощаемой теплоты на скорость потерь:

Время = Q / скорость потерь = 342000 Дж / 100 Дж/с ≈ 3420 секунд

Пример: Сколько времени потребуется, чтобы вода полностью замерзла, если она охлаждается с 10°C до 0°C?

Совет: Чтобы лучше понять время замерзания воды, рекомендуется изучить понятия удельной теплоемкости вещества и удельной теплоты плавления. Это поможет вам понять, как различные факторы влияют на процесс замерзания. Также полезно изучить различные способы охлаждения воды и их влияние на время замерзания.

Задача на проверку: Как изменится время замерзания, если удельная теплоемкость воды увеличится до 5000 Дж/кг∙°C? (Предполагая, что все остальные значения остаются без изменений)