Як можна нагріти лід? Візьміть два крижинки та покладіть кожну з них у окремий пакет з поліетилену. Прикріпіть вату

Суть вопроса: Конденсация и изменение фазы веществ

Объяснение: Когда вы заключаете лед в пакет из полиэтилена, а затем прикрепляете вату или махровый полотенец к одному из пакетов, вы создаете условия для конденсации. Конденсация - это фазовый переход вещества из газообразного состояния в жидкое состояние. Вода в воздухе около пакета начинает конденсироваться на холодой поверхности пакета, то есть на льде, так как холодный лед освобождает тепло и охлаждает окружающую среду.

Когда пакеты с льдом помещаются в шкаф, тепло внутри шкафа увеличивает концентрацию водяного пара в воздухе. Пар воздуха ближе к ледяной поверхности охлаждается и начинает конденсироваться в виде воды. По мере того, как конденсация происходит, вода собирается на ледяной поверхности, и лед начинает таять. Через некоторое время, вода собирается внутри пакета, а лед полностью тает.

Дополнительный материал: После развертывания пакетов вы обнаружите, что на льду внутри пакета, прикрепленного к вате или полотенцу, растаял больший объем воды, в то время как лед в пакете без прикрепленного материала расплавился меньше или вообще не расплавился. Это связано с тем, что ватный материал или полотенце обеспечивают большую поверхность для конденсации водяного пара и усиливают этот процесс.

Совет: Для лучшего понимания процесса можно провести эксперимент, повторив описанную выше процедуру с использованием двух пакетов с одинаковым количеством льда, но без прикрепленного материала к одному из пакетов. Затем можно сравнить результаты и проанализировать, как влияет наличие ваты или полотенца на процесс таяния льда через конденсацию водяного пара.

Закрепляющее упражнение: Будет ли результат эксперимента одинаковым, если вместо полиэтиленовых пакетов использовать закрытые стеклянные контейнеры для проведения эксперимента? Объясните, почему.

Тема занятия: Теплообмін.
Пояснение: Задача стосується теми теплообміну. Тепло може передаватися від одного тіла до іншого прикладанням теплового контакту. У цьому випадку, коли крижинки покладені в пакети з поліетилену, вони стають ізольованими від зовнішнього середовища та не можуть втрачати тепло через конвекцію або кондукцію. Один з пакетів залишений з ватою або рушником, які відхоплюють тепло лід з пакету. Внаслідок цього, тепло, що було у ваті або рушнику, переходить на лід, підігріваючи його. За годину цей процес теплообміну знижує температуру вати/рушника, але підігріває лід, тому наслідком цього є нагріття льоду.
Приклад використання: За годину, коли ви розгортаєте пакети, ви помітите, що лід у пакеті з ватою або рушником частково розтопився або став меншим, оскільки тепло з вати/рушника передалося на лід і підвищило його температуру.
Порада: Для легшого розуміння цього процесу можна провести експеримент з додатковими крижинками і пакетами з поліетилену. Поставте крижинки в обидва пакети, залишивши один з них без ізоляції. Порівняйте, як швидко лід розтоплюється у пакеті без ізоляції порівняно з пакетом, в якому лід був ізольований від зовнішнього середовища. Це допоможе зрозуміти вплив ізоляції на температуру льоду.
Вправа: Яка роль вати або рушника в експерименті? Чому вату або рушник закріплено на одному з пакетів?