Question

СРОСНООО У переохолоджену до -8°С воду кидають маленький кристалик льоду. У воді починається швидкий про- цес кристалізації льоду на первинному кристалику. Яка частина води перетвориться в лід?

Answer 1

Відповідь:

приблизно 10% (або одна десята частина) переохолодженої води перетвориться на лід

Пояснення:

переохолоджена вода масою m0 має питому теплоємність що дорівнює питомій теплоємності саме води c_v
під час кристалізації вся система переходить від початкової температури t0 = -8 C до t1 = 0 C
для цього потрібно залучити тепло Q = m0*c_v*(t1-t2)
це тепло забрали у води і вона почала перетворюватись на лід
на лід перетвориться тільки частина води масою m1 у якої відібрали тепло Q
m1*Lambda=Q=m0*c_v*(t1-t2)
m1/m0 = c_v*(t1-t2) / Lambda = 4200*8/332000 = 0,101204819

m1/m0 * 100% = 10,1204819 % ≈ 10%

Answer 2

Частина води, яка перетвориться в лід, залежить від кількості води та її температури.

При переохолодженні до -8°C вода знаходиться у стані перенасиченості, що означає, що вона знаходиться у рідкому стані, хоча її температура нижче нуля. Однак, навіть невелике збурення, таке як кристалик льоду, може спричинити швидку кристалізацію цієї води.

Точна кількість води, яка перетвориться в лід, залежить від розміру та кількості першинних кристаліків, які утворяться під час процесу кристалізації. Якщо першинний кристалик великий, то ймовірність приєднання інших молекул води до нього більша, що призводить до швидкої кристалізації більшої кількості води.

Проте, без точної інформації про розмір та кількість кристаліків, які утворяться, неможливо точно визначити, яка частина води перетвориться в лід. Загалом, можна стверджувати, що при переохолодженні в зазначеному випадку значна кількість води перетвориться в лід.