Под колокол воздушного насоса поместили m1=1,50 кг воды, имеющей температуру t1=0 градусов и начали откачивать воздух. Из-за быстрого испарения вода стала замерзать. Удельная теплота плавления льда λ=3,3⋅10^5Дж/кг, удельная теплота парообразования воды τ=2,3⋅10^6 Дж/кг. Определите, какая часть воды x испарится в процессе замерзания.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения части воды, которая испарится в процессе замерзания, нам необходимо найти тепловой баланс системы.

Сначала рассчитаем количество тепла Q1, необходимого для замерзания всей воды в колоколе:
Q1 = m1 λ = 1,5 кг 3,3⋅10^5 Дж/кг = 4,95⋅10^5 Дж

Теперь рассчитаем количество тепла Q2, необходимого для испарения всей воды в колоколе:
Q2 = m1 τ = 1,5 кг 2,3⋅10^6 Дж/кг = 3,45⋅10^6 Дж

Найдем общее количество тепла Q = Q1 + Q2 = 4,95⋅10^5 Дж + 3,45⋅10^6 Дж = 4,95⋅10^5 Дж + 3,45⋅10^6 Дж = 4,95⋅10^5 Дж + 3,45⋅10^6 Дж = 4,95⋅10^5 Дж + 3,45⋅10^6 Дж = 3,945⋅10^6 Дж

Наконец, найдем долю x воды, которая испарится в процессе замерзания:
x = Q1 / Q = 4,95⋅10^5 Дж / 3,945⋅10^6 Дж ≈ 0,125

Итак, около 12,5% воды испарится в процессе замерзания.