Простой вопрос

[lucien]

Какая вода (при 20 градусах или при 100) быстрее охладит раскаленную металлическую пластину?

[ewert]

Сравните теплоту парообразования с "интегральной" теплоёмкостью.

[lucien]

А при чем здесь это к быстроте охлаждения?

-- 29.01.2012, 13:39 --

Судя по постановке вопроса авторы предполагали последний вариант ответа. Но если исходить из закона Ньютона (скорость охлаждения пропорциональна разности температур), то скорее подходит первый вариант. Или нет?

[мат-ламер]

Ввиду плохой теплопроводности воды второй вариант предпочтительней.

[lucien]

В виду плохой теплопроводности тонкий слой воды быстро нагревается до 100гр и начинается поверхностное кипение. Вопрос: в каком случае быстрее отводится тепло - при нагреве или при кипении? И почему?

-- 29.01.2012, 14:40 --

На сколько я понимаю, при контакте воды с раскаленным металлом между ними образуется тонкая прослойка водяного пара через которую и идет передача тепла. Но теплопроводность пара еще хуже, чем теплопроводность воды.

[wallflower]

lucien, вы ewert'а слышали?

[lucien]

Читала.
Для вас еще раз повторюсь: какое это имеет отношение к скорости передачи тепла?

[wallflower]

Из постановки иходного вопроса ясно, что предполагается, что чем эффективнее охлаждение, тем быстрее тепло будет отводится.

[мат-ламер]

lucien в сообщении #532677 писал(а):

Но теплопроводность пара еще хуже, чем теплопроводность воды.

Я об этом не подумал. Вы правы.

[lucien]

wallflower в сообщении #532701 писал(а):

Из постановки иходного вопроса ясно, что предполагается, что чем эффективнее охлаждение, тем быстрее тепло будет отводится.

И в каком же случае будет более эффективное охлаждение? Пожалуйста, с комментариями.

[мат-ламер]

Скорость теплоотвода зависит от 1) разности температур между пластиной и охладителем и от 2) пар охлаждает хуже, чем жидкость ввиду разреженности. Теплоёмкость воды и энергия параобразования тут вообще никакого отношения к решению не имеет. Получается, что холодная вода охлаждает лучше. Однако, в каком-то старом сборнике задач, вспоминаю, что предполагался в качестве решения и неверно обосновывался второй вариант.

[lucien]

Вы совершенно правы: я прочитала эту задачку в школьном учебнике за 8 кл (и отнюдь не для школ с углубленным изучением). Правда своего варианта ответа они не привели. В школьных учебниках порой попадаются задачи, которые ставят в тупик.

[ewert]

lucien в сообщении #532695 писал(а):

еще раз повторюсь: какое это имеет отношение к скорости передачи тепла?

Кипение отнимает гораздо больше тепла, чем нагрев до 100 градусов (где-то раз в пять больше как минимум), поэтому в первом приближении потери на нагрев можно игнорировать. Тогда скорость охлаждения пропорциональна интенсивности кипения. Если вода уже нагрета до 100 градусов, то кипение идёт по всей толще воды, иначе же -- лишь в контактном слое; соотв., в последнем случае и скорость охлаждения ниже. Это не имело бы значения, если бы вода прогревалась до 100 градусов мгновенно; однако из-за конечной теплопроводности на это требуется определённое время. Наличие же паровой прослойки лишь усугубляет ситуацию.

[lucien]

Я правильно поняла: Вы придерживаетесь первого варианта ответа -- быстрее охлаждает холодная вода?

[wallflower]

IMHO, ответ зависит от конкретных условий опыта. Одно дело -- лить воду потоком из экрана на небольшую пластинку (или тупо окунуть пластину целиком в ванну), а другое -- равномерно разбрызгивать воду по всей площади тонкой пластины (тут я бы поставил на кипяток).