Плавление льда в стакане

[sergey zhukov]

Emergency
Нужно рассматривать не смесь, а систему "вода снизу-лед сверху". Атмосферное давление в этой задаче вообще ни при чем. Можете все в вакууме рассматривать.

[Emergency]

EUgeneUS добавляет в задачу расслоение смеси, из-за которого центр тяжести будет понижаться с ускорением. Однако в условии вопрос стоит не про расслоение, а про изменение агрегатного состояния воды.
Кроме того, в задаче отсутствует общая масса смеси, что не позволяет рассмотреть изменение давления из-за ускорения.

[EUgeneUS]

Emergency в сообщении #1527162 писал(а):

Однако в условии вопрос стоит не про расслоение, а про изменение агрегатного состояния воды.

А лед в любом случае будет всплывать.

Emergency в сообщении #1527162 писал(а):

Кроме того, в задаче отсутствует общая масса смеси, что не позволяет рассмотреть изменение давления из-за ускорения

Позволяет. При расчете давления масса сократится.

-- 26.07.2021, 09:04 --

PS. Можно некоторое время дискутировать словами на тему, что за явление происходит. Но когда уже есть хороший "кандидат", надо взять и посчитать. И будет все видно - от чего зависит, а от чего - нет.

[VASILISK11]

EUgeneUS в сообщении #1527163 писал(а):

Можно некоторое время дискутировать словами на тему, что за явление происходит. Но когда уже есть хороший "кандидат", надо взять и посчитать. И будет все видно - от чего зависит, а от чего - нет.

Масса запечатанного стакана с водой/льдом не зависит от того, что внутри этого стакана происходит. Масса стакана с водой/льдом складывается из массы самого стакана и массы воды/льда, которая проявляется в виде гидростатического давления воды. Это давление не зависит от процессов внутри стакана.
Составитель задачи явно ошибся, потому что условия задачи не коррелируют с ответом.

[Emergency]

VASILISK11 в сообщении #1527165 писал(а):

Масса запечатанного стакана с водой/льдом не зависит от того, что внутри этого стакана происходит

А кто говорил про запечатанный стакан?

-- 26.07.2021, 09:27 --

EUgeneUS в сообщении #1527163 писал(а):

А лед в любом случае будет всплывать.

Динамически?

-- 26.07.2021, 09:29 --

EUgeneUS в сообщении #1527163 писал(а):

Но когда уже есть хороший "кандидат", надо взять и посчитать.

Насколько я понимаю, это бремя лежит на ТС по условию раздела ПРР.

[VASILISK11]

Emergency в сообщении #1527166 писал(а):

А кто говорил про запечатанный стакан?

В условии задачи фигурирует только подвод мощности, никаких других обменных процессов с окружающей средой нет.

[sergey zhukov]

VASILISK11
Ок, ребята. Все верно: задача кривая, составитель ошибся.

[EUgeneUS]

VASILISK11 в сообщении #1527165 писал(а):

Масса запечатанного стакана с водой/льдом не зависит от того, что внутри этого стакана происходит

Да.

VASILISK11 в сообщении #1527165 писал(а):

Масса стакана с водой/льдом складывается из массы самого стакана и массы воды/льда, которая проявляется в виде гидростатического давления воды. Это давление не зависит от процессов внутри стакана.

Да. В том смысле, что гидростатическое давление не зависит от процессов внутри стакана. Но тут не только гидростатическое давление. Более того, гидростатическое давление и не нужно находить.

VASILISK11 в сообщении #1527165 писал(а):

Составитель задачи явно ошибся, потому что условия задачи не коррелируют с ответом.

Все нормально с задачей. Кроме того, что явление очень слабое. И другие явления могут давать сравнимые поправки (давление излучения, поправка из-за изменения силы Архимеда).

-- 26.07.2021, 10:17 --

Emergency в сообщении #1527166 писал(а):

Динамически?

Это такой сарказм был? Он не уместен.

Emergency в сообщении #1527166 писал(а):

Насколько я понимаю, это бремя лежит на ТС по условию раздела ПРР.

Не только. "Помогающие" обязаны разобраться с вопросом не не писать ошибочных утверждений. Понятно, что и на старуху бывает порнуха, но упираться в ошибочном мнении совсем не комильфо.

[Emergency]

EUgeneUS в сообщении #1527172 писал(а):

Все нормально с задачей.

У вас ответ сошелся?

[wrest]

Emergency в сообщении #1527162 писал(а):

Кроме того, в задаче отсутствует общая масса смеси, что не позволяет рассмотреть изменение давления из-за ускорения.

Я думаю, что там как-бы подразумевается, что подводимый киловатт расходуется только на таяние.
Т.е. температура всего там фиксирована (изотермический процесс) и равна нулю градусов цельсия, происходит только таяние. Теплота плавления льда 330 кДж/кг так что лёд равномерно плавится со скоростью $3$ грамма в секунду.

[EUgeneUS]

Emergency в сообщении #1527175 писал(а):

У вас ответ сошелся?

Это не единственный критерий, и даже не главный, что с задачей все в порядке.

-- 26.07.2021, 10:53 --

Upd. У меня получилось $\Delta p \approx 8 \cdot 10^{-6}$ Па.
На два порядка больше, чем в ответе. Но мог где-то в арифметике ошибиться.
Emergency, а у Вас сколько получилось?

[wrest]

EUgeneUS в сообщении #1527178 писал(а):

На два порядка больше, чем в ответе.

Скорее, на три порядка. Логарифм равен $2,9$

[VASILISK11]

EUgeneUS в сообщении #1527172 писал(а):

В том смысле, что гидростатическое давление не зависит от процессов внутри стакана. Но тут не только гидростатическое давление. Более того, гидростатическое давление и не нужно находить.

Так ничего другого, кроме гидростатического давления, на дно стакана не действует, а оно неизменно, если не учитывать изменение массы воздуха в стакане. Если бы лед примерз к стенкам стакана, то тогда что-то бы менялось...

[wrest]

VASILISK11 в сообщении #1527181 писал(а):

Так ничего другого, кроме гидростатического давления, на дно стакана не действует, а оно неизменно, если не учитывать изменение массы воздуха в стакане. Если бы лед примерз к стенкам стакана, то тогда что-то бы менялось...

Тут говорят о том, что если допустить, что при неизменной массе $m$ тем не менее центр масс вода+лёд двигается [равно]ускоренно скажем с ускорением $a$ (пусть ускорение $\vec a$ направлено вертикально, т.е. коллинеарно $\vec g$) то вес (сила с которой давит на дно стакана) вода+лёд равен $F=m(g + a)$

[VASILISK11]

wrest в сообщении #1527183 писал(а):

Тут говорят о том, что если допустить, что центр масс вода+лёд двигается [равно]ускоренно скажем с ускорением $a$ (пусть ускорение $\vec a$ направлено вертикально, т.е. коллинеарно $\vec g$) то вес (сила с которой давит на дно стакана) вода+лёд равен $F=m(g + a)$

Что-бы изменился вес воды/леда, надо, чтобы часть этого веса передалась на стенки стакана, например, через вязкое трение при движении воды. Если заменить воду на сверхтекучий гелий, который плавится под давлением, Ваше решение не изменится? Но ведь трения здесь нет.