Термодинамика. Расчет: В вакууме разлили воду при температуре t0 = 0 °C. Спустя некоторое...

Question

Термодинамика. Расчет:

В вакууме разлили воду при
температуре t0 = 0 °C.
Спустя некоторое время часть воды испарилась, а остальная превратилась в лед.
Какое это время Δτ, если известно, что за время τ1 = 1 с в среднем
испарялась n = 0,01 часть
первоначальной массы воды? Удельная теплота парообразования воды L = 2,4 МДж/кг, а
удельная теплота плавления льда λ = 330 кДж/кг.

Подробно, пожалуйста. Я бы сам решил, но смущает то, что вода испаряется при 0 градусов. Никогда не решал такие задачки. Буду благодарен, за достойный, понятный, четкий ответ.

Comments

Точно 5 класс?

---

Не совсем)

---

Скажи класс

---

Свой

---

Страница и номер

---

Поищу

---

Это задание на лето, вступительный тест в 9 класс физмат

---

Опа тогда не ко мне)

Answer 1

В вакууме разлили воду при
температуре t0 = 0 °C.
Спустя некоторое время часть воды испарилась, а остальная превратилась в лед.
Какое это время Δτ, если известно, что за время τ1 = 1 с в среднем
испарялась n = 0,01 часть
первоначальной массы воды? Удельная теплота парообразования воды L = 2,4 МДж/кг, а
удельная теплота плавления льда λ = 330 кДж/кг.

В вакуууме давление равно нулю а значит вода сразу начнет кипеть при нуле градусов и испарятся

пусть m- начальная масса воды
m1- масса пара
тогда все остальное превратится в лед mл=m-m1
Qл=Qп  ( лед кристаллизуется и отдает тепло на испарение)
(m-m1)*λ=m1*L
m*λ=m1*(L+λ)
m1/m=λ/(L+λ)- часть воды которая превратится в пар (чем больше эта часть тем больше время
составим пропорцию n=0,01     -     1 с
m1/m       -   t (секунд)
t= m1*1c/m*n= λ*1с/n*(λ+L)=cам подсавь числа времени у меня нет

Comments

Отличная работа!

Answer 2

Вакуум можно считать замкнутой системой, а значит там отсутствуют потери энергии.
Пусть m1- кол-во испар. воды. Q1=Q2      m1*L=m2*лямбда
m1+m2=m     m1*L=(m-m1)*лямбда
m1/m=лямбда/(L+лямбда) (1)     Скорость испарения по условию V=0,01*m в секунду
За t1 испарится m1=0,01*m*t1
m1/m=0,01*t1 (2) подставим 2 в 1     лямбда/(L+лямбда)=0,01*t1
t1=лямбда/0,01*(L+лямбда)  Подсчитайте сами: L=2,4*10^6 Дж/кг   лямбда=0,33*10^6 Дж/кг