Из холодильника достали лёд (T=-5C) и положили его в воронку, вставленную в мензурку (Т=+20С). Найти зависимость увеличения объёма воды в мензурке от времени.
Если эту задачу несколько модифицировать, чтобы убрать лишние переменные, то она вполне решаема.
Условия таковы.
1. Лед в виде куба. (начальная температура - 0 С)
2. Теплообмен с теплым воздухом (20 С) только через верхнюю грань куба (все остальные 5 граней исключаем из теплообмена).
3. Образующаяся при таянии вода сразу удаляется.
В этом случае лед будет получать тепло от воздуха путем конвективной теплоотдачи.
Коэффициент теплоотдачи примем равным 10 Вт/м кв*град.
Тогда лед будет получать тепла в количестве 200 Вт (Дж/сек) на кв метр, которое пойдет на его плавление.
Теплота плавления льда - 335 Дж/г, значит каждую секунду будет плавиться 200/335 = 0,6 г льда (с 1 м кв).
Таким образом, высота льда будет равномерно уменьшаться.
В дальнейшем можно постепенно корректировать модель, приближаясь к реальности.
Следует добавить, что получена минимальная скорость плавления, в реальности она будет больше, но даже если она будет в 10 раз больше, то все равно мы можем сделать некоторые оценки.
20.05.2012, 16:44 
