В воду при температуре 25градусС решили бросить латунный шарик с температурой -50градусС с тем, чтобы вода полностью замерзла. Какую минимальную массу должен иметь шарик если масса воды 200г ? Возможен ли на практике этот эксперимент?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для того чтобы определить минимальную массу шарика, необходимую для замерзания всей воды, можно воспользоваться уравнением теплового баланса:

$$m_1c_1(T_f-T_1) = m_2c_2(T_2-T_f)$$

где $m_1$ - масса воды, $c_1$ - удельная теплоемкость воды, $T_f$ - конечная температура замерзания воды (0 градусов), $T_1$ - начальная температура воды (25 градусов), $m_2$ - масса шарика, $c_2$ - удельная теплоемкость латуни, $T_2$ - начальная температура шарика.

Подставляя известные значения:

$$200 \cdot 1 \cdot (0 - 25) = m_2 \cdot 0.385 \cdot (-50 - 0)$$

$$-5000 = -19.25m_2$$

$$m_2 = \frac{5000}{19.25} \approx 259.74 \text{ грамм}$$

Таким образом, минимальная масса шарика должна быть около 260 граммов.

На практике этот эксперимент не возможен, так как вода начнет замерзать до того, как шарик достигнет температуры -50 градусов. Однако, при определенном уровне изоляции и контроля над температурой можно приблизиться к полному замерзанию воды с помощью холодного шарика.