Стоявшую на столе в комнате длительное время открытую банку объёмом V = 1 л герметично закрыли и поместили в морозильную камеру. Температура воздуха в комнате была равна tк = 20 ∘C, а его относительная влажность φ = 66.0%. Определите массу m льда, который образуется в банке через достаточно большой промежуток времени после помещения банки в морозильную камеру, в которой поддерживается температура tх = −10 ∘C . Плотность насыщенных паров воды при температуре tк равна ρк = 17.32 г/м3, а при температуре tх равна ρх = 2.14 г/м3.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи необходимо учесть изменение относительной влажности воздуха при переносе банки из комнаты в морозильную камеру.

Сначала найдем массу водяного пара, содержащегося в воздухе при комнатной температуре
m_в = ρ_к V φ = 17.32 г/м^3 1 л 0.66 = 11.43 г

Теперь найдем массу воды в жидком состоянии, которая содержится в воздухе при комнатной температуре
m_в_ж = m_в - (ρ_к - ρ_х) V = 11.43 г - (17.32 г/м^3 - 2.14 г/м^3) 1 л = 5.55 г

Далее найдем массу льда, который образуется при переносе банки в морозильную камеру
m = m_в_ж / 2 = 5.55 г / 2 = 2.775 г

Таким образом, масса льда, который образуется в банке после помещения ее в морозильную камеру, составит 2.775 г.