Номер 6.15, страница 30 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 6. Плавление и кристаллизация - номер 6.15, страница 30.

Условие.

6.15. Почему весной во время ледохода (рис. 17) вблизи реки бывает холоднее, чем вдали от нее?

Рис. 17

Решение.

6.15. Решение

Это явление объясняется физическим процессом плавления льда. Плавление — это фазовый переход вещества из твердого состояния (лед) в жидкое (вода), который происходит с поглощением большого количества теплоты из окружающей среды.

Во время ледохода в реке находится огромное количество льда. Весеннее солнце и теплый воздух нагревают окружающую среду, но для того, чтобы лед начал таять, ему необходимо поглотить энергию. Этот процесс описывается формулой количества теплоты, необходимого для плавления:

$Q = \lambda \cdot m$

где $\text{Q}$ — количество теплоты, $\lambda$ (лямбда) — удельная теплота плавления льда (величина постоянная, для льда составляет $330 000$ Дж/кг), а $\text{m}$ — масса плавящегося льда.

Поскольку масса льда в реке очень велика, для его таяния требуется огромное количество теплоты. Эту теплоту лед активно забирает из окружающей среды: от воды, в которой он плывет, и от прилегающих к поверхности реки слоев воздуха. В результате этого интенсивного отбора тепла воздух вблизи реки охлаждается.

На удалении от реки этого охлаждающего эффекта нет. Воздух там прогревается солнечными лучами и от нагретой поверхности земли. Таким образом, возникает разница температур: у реки, где идет процесс плавления льда, воздух холоднее, чем вдали от нее.

Ответ: Весной во время ледохода вблизи реки холоднее, так как таяние большого количества льда — это процесс, требующий поглощения значительного количества теплоты из окружающей среды. Лед забирает эту теплоту у прилегающих слоев воздуха, тем самым сильно охлаждая его.