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 первон...

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
Гость
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
Ладно, без шуток. Пусть начальная масса воды равна m кг, a х кг испарилось, тогда замерзло (m-x) кг. Полагаем, что все тепло отнятое от замерзающей воды ушло на испарение остальной части. Составим уравнение теплового баланса (да, и в вакууме воду для кипения не надо нагревать до 100°С, она может кипеть и при 0°С). [latex]Lx=\lambda (m-x)[/latex] сократим обе части на х [latex]L=\lambda ( \frac{m}{x} -1)[/latex] Выразим величину m/x [latex] \frac{m}{x} = \frac{L}{\lambda} +1[/latex] тогда обратная величина х/m [latex] \frac{x}{m} = 1/(\frac{L}{\lambda} +1)= \frac{\lambda}{L+\lambda} [/latex] Но ведь x/m это выражение  для той части воды, которая испарилась. Если за одну секунду испарялось 0,01m воды (n=0,01 начальной массы), то часть x/m испарится за : [latex]\tau=( \frac{x}{m} )/(n)= ( \frac{\lambda}{L+\lambda})/(0,01)[/latex] [latex]\tau= ( \frac{\lambda}{L+\lambda})/(0,01)= ( \frac{330*10^3}{2,4*10^6+330*10^3})/(0,01)=\newline \newline = ( \frac{330*10^5}{2,4*10^6+330*10^3})=( \frac{330*10}{2,4*10^2+33})=( \frac{3300}{240+33})=( \frac{3300}{273})\approx12,1 c[/latex] Ответ: время испарения-замерзания Δτ≈12,1 с.
Не нашли ответ?
Ответить на вопрос
Похожие вопросы