Номер 41.9, страница 155 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 41. Плавление и отвердевание. Глава 6. Тепловые явления - номер 41.9, страница 155.

41.9 [н] Будет ли продолжаться процесс кристаллизации воды, если кусок льда с водой перенести из помещения с температурой $-1°C$ в помещение с температурой $0°C$ и поместить в термос?

41.9 [H]

Решение

Для того чтобы происходил процесс кристаллизации (замерзания) воды, от нее необходимо непрерывно отводить тепло, равное удельной теплоте кристаллизации. Теплопередача возможна только при наличии разности температур между телами, при этом тепловая энергия всегда передается от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.

В исходном состоянии, когда сосуд со смесью льда и воды находился в помещении с температурой $-1 \degree \text{С}$, температура самой смеси была равна $0 \degree \text{С}$ (это температура плавления льда и кристаллизации воды при нормальном давлении). Поскольку температура окружающей среды ($-1 \degree \text{С}$) была ниже температуры смеси ($0 \degree \text{С}$), тепло от смеси отводилось в окружающее пространство, и вода продолжала замерзать.

Когда сосуд со смесью перенесли в помещение с температурой $0 \degree \text{С}$ и поместили в термос, условия изменились. Температура смеси льда и воды по-прежнему составляет $0 \degree \text{С}$. Однако теперь температура окружающей среды также равна $0 \degree \text{С}$. Термос является теплоизолирующим сосудом, который значительно уменьшает теплообмен с окружающей средой. Но даже без учета свойств термоса, ключевым фактором является то, что система "лед-вода" и окружающая среда имеют одинаковую температуру.

В этих условиях система приходит в состояние теплового равновесия. Разность температур между смесью и окружающей средой отсутствует, а значит, теплообмен между ними прекращается. Без отвода тепла вода не может выделять теплоту кристаллизации, и, как следствие, процесс замерзания останавливается.

Ответ: Нет, процесс кристаллизации воды не будет продолжаться. Он прекратится, так как для его поддержания необходим отвод тепла, а он становится невозможным из-за того, что температура смеси льда с водой ($0 \degree \text{С}$) становится равной температуре окружающей среды ($0 \degree \text{С}$).