Тепловые Явления

Задание №7. Распознавание Физических Явлений

№2. Задание 7

ID: 00048936

Если внести лёд с сильного мороза в тёплую комнату, то он начинает таять не сразу, а через некоторое время. Объясните, почему так происходит.

Источник: ВПР 2020

Решение

Кажется, что раз в комнате тепло, лёд должен сразу потечь. Но у него есть работа, которую надо сделать раньше.

На сильном морозе лёд остыл вместе с улицей, поэтому его температура намного ниже $0\text{ }{}^\circ\text{С}$ . А плавиться лёд может только при своей температуре плавления, то есть при $0\text{ }{}^\circ\text{С}$ .

Поэтому в комнате всё идёт в два этапа. Первый этап: лёд просто нагревается. Он получает теплоту от воздуха, становится теплее, но остаётся твёрдым. На этот этап нужно количество теплоты:

$Q_1=cm\Delta t$

Здесь $\Delta t$ — на сколько градусов надо нагреть лёд до $0\text{ }{}^\circ\text{С}$ . Пока этот этап не закончится, капель не будет.

Второй этап: лёд дошёл до $0\text{ }{}^\circ\text{С}$ . Вот теперь вся приходящая теплота идёт на плавление, и лёд начинает таять.

Проверим себя: чем сильнее был мороз, тем больше $\Delta t$ , тем больше теплоты нужно на первый этап и тем дольше ждать первых капель. Лёд, который уже имеет $0\text{ }{}^\circ\text{С}$ , первого этапа не проходит и таять начинает сразу. Всё сходится.

Ответ

Лёд с мороза холоднее 0 °С, поэтому сначала теплота идёт на его нагревание до температуры плавления, а таять он начинает только при 0 °С.

Другие задания по теме «Тепловые Явления» (8)