Номер 1, страница 45 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

1. Когда на улице температура равна $0^\circ C$, снег не тает. А если занести его в теплую комнату, он начинает таять. Почему? Ответ обоснуйте.

1. Этот эффект объясняется законами термодинамики, в частности, процессами теплопередачи и фазовых переходов.

Процесс таяния (или плавления) — это фазовый переход вещества из твёрдого состояния в жидкое. Для того чтобы этот переход произошёл, веществу необходимо сообщить определённое количество теплоты, которое называется теплотой плавления. Пока вся масса твёрдого вещества не расплавится, его температура остаётся постоянной и равной температуре плавления. Для льда (и снега, который состоит из ледяных кристаллов) температура плавления при нормальном атмосферном давлении составляет $0°C$.

В ситуации, когда снег находится на улице при температуре воздуха $0°C$, его собственная температура также равна $0°C$. Согласно законам теплопередачи, обмен тепловой энергией происходит только при наличии разности температур — от более нагретого тела к менее нагретому. Поскольку и снег, и воздух имеют одинаковую температуру, между ними не происходит направленного теплообмена. Снег находится в состоянии теплового равновесия с окружающей средой. Без поступления дополнительной энергии извне у снега нет источника теплоты, необходимой для плавления. Поэтому он не тает.

Когда снег заносят в теплую комнату, где температура значительно выше $0°C$ (например, $20°C$), возникает существенная разница температур между снегом и окружающим его воздухом и предметами. В результате начинается интенсивный процесс теплопередачи: тёплый воздух отдаёт свою энергию холодному снегу. Снег поглощает эту теплоту. Поскольку он уже находится при температуре плавления, вся получаемая им энергия расходуется не на его дальнейший нагрев, а на разрушение кристаллической решётки льда, то есть на процесс таяния. Снег активно поглощает тепло из комнаты и превращается в воду.

Ответ: Снег не тает на улице при температуре $0°C$, так как для таяния (плавления) необходимо поступление тепловой энергии, а при одинаковой температуре снега и окружающего воздуха значимый теплообмен между ними отсутствует. В теплой комнате, где температура выше $0°C$, возникает разность температур, что приводит к непрерывной передаче тепла от воздуха к снегу. Эта энергия поглощается снегом и расходуется на его плавление.