Какая температура внутри льда

Какая температура внутри льда

Кусок льда, имеющий температуру 0 °С, помещён в калориметр с электронагревателем. Чтобы превратить этот лёд в воду температурой 20 °С, требуется количество теплоты 100 кДж. Какая температура установится внутри калориметра, если лёд получит от нагревателя количество теплоты 75 кДж? Теплоёмкостью калориметра и теплообменом с внешней средой пренебречь.

Чтобы превратить лёд в воду, необходимо затратить энергию на плавление льда и на нагрев получившейся воды: где — удельная теплота плавления льда, — удельная теплоёмкость воды. Найдём массу льда в калориметре:

Проверим, хватит ли 75 кДж теплоты для расплавления такой массы льда:

Следовательно, 75 кДж теплоты недостаточно для расплавления всего имеющегося льда. Таким образом, при получении 75 кДж теплоты от внешней среды в калориметре установится температура 0 °С.

В холодильной технике льдообразование почти всегда протекает в условиях, когда имеются необходимые предпосылки для возникновения кристаллов льда. Образование твердой фазы из жидкой начинается только в отдельных точках — центрах кристаллизации. В свою очередь образование первичных центров кристаллизации возможно только при переохлаждении жидкости. Переохлаждением жидкости — называют разность температур между температурой плавления твердой фазы и температурой, при которой выделяются первые кристаллы. После появления кристаллов температура жидкости возрастает до температуры плавления. Необходимость переохлаждения вызывается тем, что возникающие группировки (диспергированные кристаллы) с упорядоченным размещением молекул, близким к структуре кристаллов твердой фазы, неустойчивы. Эти группировки в соответствии с квазикристаллическим строением жидкости непрерывно разрушаются под воздействием теплового движения молекул. Когда температура жидкости становится ниже точки плавления, воздействие теплового движения молекул уменьшается.

Однако эти группировки, представляющие собой только несколько молекул с правильной кристаллической ориентировкой, остаются неустойчивыми и в условиях переохлаждении. Кристаллическая группировка становится устойчивой только тогда, когда в ней содержится несколько сот молекул. Образование такой группировки не может происходить самопроизвольно: оно требует содержания в жидкости твердых частиц. Стабильность этих групп может возникнуть только на поверхности раздела жидкости и твердых частиц, так как здесь имеется пленка жидкости, обладающая особыми свойствами молекулярной ориентации, отличающими ее от остальной массы жидкости.

Читайте также:  Как сделать красивый шрифт в сториз инстаграм

При движении воды у охлаждаемой стенки первые кристаллы должны выделяться в виде тонкого слоя льда, так как у нее находится наиболее переохлажденная пленка жидкости, обладающая свойствами молекулярной организации, необходимыми для образования устойчивых группировок.

Наиболее благоприятными условия будут тогда, когда теплопередающая стенка по структуре своей поверхности приближается к структуре кристаллов льда и когда теплопередача через стенку проходит интенсивно. Поэтому шероховатые металлические стенки, особенно медные, при интенсивном охлаждении создают более благоприятные условия для образования первых кристаллов льда, чем гладкие и полированные, особенно стеклянные, при медленном их охлаждении.

При интенсивном охлаждении воды с температурой выше 0°С у металлической стенки образуется тонкий сплошной слой льда и переохлаждение воды резко падает до тысячных долей градуса (практически можно считать, что переохлаждение отсутствует). Температура поверхности льда на границе с водой в течение всего дальнейшего процесса охлаждения ее остается постоянной и равной 0°С. Действительно, температура плавления льда при атмосферном давлении не может быть выше 0°С, так как известно, что иметь двойную фазу вещество в перегретом состоянии не может. С другой стороны, температура может понижаться лишь на тысячные доли градуса. Таким образом, практически температура льда на границе может быть принята равной 0°С.

Какой температуры лед, если на улице -10 градусов по Цельсию, -20, -30?

Известно, что температура плавления льда равна нулю градусов по шкале Цельсия. Отсюда следует, что его температура не может быть выше нуля, в противном случае лед превратится в жидкую воду. На улице температура льда будет около температуры окружающего воздуха.

Не всё так однозначно. Есть удивительная вещь:"горячий лёд". Мы привыкли думать, что вода в твёрдом состоянии не может существовать при температуре выше 0"С. Но это не так, под весьма значительным давлением вода переходит в твёрдое состояние и остаётся такой при температуре значительно выше 0 град.С. Существует не один вид льда, а несколько. Есть лёд, который получается под чудовищным давлением в тысячи атмосфер, который остаётся твёрдым при температуре до +76 град.С. Он обжег бы нам пальцы, если бы мы могли до него дотронуться. Но прикосновение к нему невозможно: это лед образуется под давлением мощного пресса в толстостенном сосуде. Есть ещё несколько видов льда, такие, как например, при замерзании воды под действием жидкого азота или гелия. Это лёд обладает совсем другими свойствами, по сравнению с "обычным" льдом.

Ссылка на основную публикацию
Как удалить файл php
Как удалить файл с моего сервера с помощью PHP если файл находится в другой директории? вот мой макет страницы: projects/backend/removeProjectData.php...
Как создать словарь в word
Меня интересует вот такая тема: когда печатаешь текст на компе, например, с ошибкой правописания, появляется подсказка - как правильно надо....
Как создать таблицу на компьютере
Как создать таблицу в Word? Сейчас я просто не представляю, как можно работать без такой нужной и полезной программы, как...
Как удалить файл если он используется
Не редко встречаются ситуации, когда нужно удалить файл, но Windows сообщает, что файл занят другим процессом. Это может быть важный...
Adblock detector