Номер 6, страница 15 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-7. Плавление и отвердевание - номер 6, страница 15.

Условие.

6. Чтобы предохранить овощи от замерзания в погребе рядом с ними ставят большой таз с водой. Как соседство с водой может спасти овощи?

Решение.

Решение

Это явление объясняется уникальными теплофизическими свойствами воды, в частности ее поведением при замерзании.

Когда температура в погребе начинает опускаться, вода в тазу также остывает. Вода обладает очень высокой удельной теплоемкостью ($c \approx 4200 \, \frac{Дж}{кг \cdot °C}$), поэтому при остывании она отдает в окружающую среду большое количество теплоты, замедляя общее падение температуры в погребе.

Однако главный защитный механизм включается, когда температура достигает 0°C. При этой температуре вода начинает замерзать — переходить из жидкого состояния в твердое (лед). Этот процесс, называемый кристаллизацией, сопровождается выделением огромного количества энергии, известной как удельная теплота плавления (или кристаллизации). Для воды ее значение очень велико: $\lambda \approx 3,3 \cdot 10^5 \, \frac{Дж}{кг}$.

Эта выделяющаяся теплота поглощается воздухом в погребе и самими овощами. Важно, что пока вся вода в тазу не превратится в лед, ее температура будет оставаться постоянной — ровно 0°C. Таким образом, таз с замерзающей водой работает как обогреватель, поддерживая температуру в погребе на уровне, безопасном для овощей (большинство овощей замерзает при температуре немного ниже 0°C, так как клеточный сок является раствором).

Ответ:

Соседство с водой спасает овощи, потому что при замерзании вода выделяет большое количество теплоты. Когда температура в погребе опускается до 0°C, вода в тазу начинает превращаться в лед, и этот процесс поддерживает температуру в погребе на уровне около 0°C, не давая ей опуститься ниже и заморозить овощи. Вода в данном случае выступает в роли теплового буфера.