Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049249

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049249

При сильных морозах для восстановления гладкости льда каток заливают горячей водой. Почему?

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Задача заливщика — получить ровную поверхность. Значит, вода должна успеть заполнить все неровности, а уже потом стать льдом.

Что будет с холодной водой на сильном морозе? Она уже почти при нуле, ей надо отдать совсем мало теплоты, чтобы начать замерзать. Она застынет каплями и буграми там, куда попала.

Горячая вода сначала должна остыть до $0\ {}^\circ\text{С}$. Пока она остывает, у неё есть время растечься по льду, забраться в царапины и трещины.

Кроме того, горячая вода отдаёт свою теплоту льду и подтапливает его верхний слой. Выступы сглаживаются, а новый слой хорошо соединяется со старым, потому что на границе льда и воды появляется общая жидкая прослойка.

Проверим себя числом. Пусть льётся $1$ кг воды при $60\ {}^\circ\text{С}$ (числа для примера). До нуля она отдаст

$$Q=cm\Delta t=4200\cdot 1\cdot 60=252\,000\text{ Дж}.$$

Если вся эта теплота уйдёт в лёд, она растопит

$$m=\dfrac{Q}{\lambda}=\dfrac{252\,000}{34\cdot 10^4}\approx 0{,}74\text{ кг}.$$

Значит, горячая вода и правда может заметно подтопить поверхность льда.

Ответ

Холодная вода на сильном морозе замёрзла бы раньше, чем растеклась, и получились бы бугры. Горячая вода успевает растечься, заполняет царапины, подтапливает выступы, и только потом замерзает ровным гладким слоем.
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)