Сколько времени потребуется стакану воды чтобы замёрзнуть при −1?

Сколько времени потребуется стакану воды, чтобы замёрзнуть при температуре -1?

1

Ответы (4):

5

В общем виде на этот вопрос ответить нельзя. Потому что скорость теплоотвода от воды в стакане определяется многими факторами. Прежде всего, это объем стакана и количество воды в нем. Далее, очень важна толщина и материал стенок. Одно дело - тонкий металл (бывают металлические стаканы), совсем другое - даже не толстый пенопласт (в таких стаканах-термосах) даже кипяток не обжигает руку. Еще важно, подвешен ли стакан на ниточке или стоит на подставке при то же температуре минус 1 градус. В последнем случае скорость теплоотвода определяется площадью контакта и материалом поверхности. Это напоминает знаменитую задачу негритенка Эрасто Мпембе: почему горячее молоко в морозильнике замерзает быстрее, чем холодное. Вывод: ответить на вопрос, поставленный Хоффманом (уж не нобелевским ли лауреатом Роалдом? - он русский язык знает, стажировался когда-то в Москве :)), можно только экспериментально!

3

Это время можно вычислить так:

1.Вычислить количество отдаваемого тепла.

Оно равно (Тнач - (-1))*Мводы*Своды + Wуд*Мводы + (Тнач - (-1))*Мстак*Сстак,где Тнач - начальная температура, Мводы и Своды - масса воды и ее удельная теплоёмкость, Wуд - удельная теплота кристаллизации воды, Мстак и Сстак - масса стакана и его удельная теплоёмкость. Все эти данные можно посмотреть в справочнике, массы воды и стакана - измерить.

2.Решить уравнение теплопроводности dW/dt = -k*(T-Твнеш), где Твнеш - температура внешней среды, k - коэффициент теплопередачи между стенками стакана и внешней средой, и найти время, за которое произойдут нужные процессы. Только вот коэффициент теплопередачи Вам не скажет ни один справочник. Потому что он зависит от слишком большого количества факторов - форма стакана, условия конвекции, скорость окружающего воздуха и т.д.

1

Очень много времени может понадобиться или совсем не замерзнет, если надоест ждать, так как фазовые переходы очень энергоемки и дельта в 1 градус маловата будет.

1

все зависит от того какова была первоначальная температура этой воды ну и на какой высоте относительно уровня моря Вы этот стакан замораживаете ;)