Вопрос:

Лёд внесли с улицы в подвал, температура воздуха в котором 0 °C. Будет ли таять лёд в подвале?

Лёд внесли с улицы в подвал, температура воздуха в котором 0 °C. Будет ли таять лёд в подвале?
Фотография

Ответ ассистента

1. Нет, лёд таять не будет. Для процесса плавления необходим приток теплоты из окружающей среды. Поскольку температура льда и воздуха в подвале одинакова (0 °C), теплообмен между ними невозможен (нет разности температур). 2. Да, обладают. Внутренняя энергия зависит не только от температуры, но и от агрегатного состояния вещества. При 0 °C внутренняя энергия льда меньше внутренней энергии воды той же массы, так как для превращения льда в воду необходимо затратить дополнительную энергию на разрушение кристаллической решетки (удельную теплоту плавления). 3. Нет, вся вода не замерзнет. Удельная теплота плавления льда $\lambda = 334 \text{ кДж/кг}$. Чтобы превратить 100 г ($0{,}1 \text{ кг}$) воды в лед, нужно отдать количество теплоты $Q = \lambda \cdot m = 334 \text{ кДж/кг} \cdot 0{,}1 \text{ кг} = 33{,}4 \text{ кДж}$. Так как количество отданной теплоты ($35 \text{ кДж}$) больше, чем необходимо для полного замерзания ($33{,}4 \text{ кДж}$), то при 0 °C вся вода превратится в лед, а остаток энергии ($35 - 33{,}4 = 1{,}6 \text{ кДж}$) пойдет на дальнейшее охлаждение уже образовавшегося льда (если бы он был ниже 0 °C, но по условию температура 0 °C, поэтому здесь возможен нюанс: вся вода станет льдом при 0 °C). 4. Для нагревания тела количество теплоты вычисляется по формуле $Q = c \cdot m \cdot \Delta t$. Так как массы ($m$) и изменение температуры ($\Delta t$) одинаковы, то отношение необходимой энергии равно отношению удельных теплоемкостей материалов: $\frac{Q_{\text{ал}}}{Q_{\text{ст}}} = \frac{c_{\text{ал}}}{c_{\text{ст}}}$. Удельная теплоемкость алюминия $\approx 920 \text{ Дж/(кг·°C)}$, стали $\approx 500 \text{ Дж/(кг·°C)}$. Отношение: $\frac{920}{500} = 1{,}84$. Алюминиевой детали потребуется примерно в 1,84 раза больше энергии.

Другие решения

Что ещё задавали пользователи