Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4774
2017-11-06 
В лаборатории, температура которой постоянна, находится пустая морозильная камера, на стенках которой намёрзло 5 кг льда. Компрессор холодильника включается, когда температура в камере поднимается до $- 0,5^{ \circ} С$. Через 10 минут работы компрессора температура в камере падает до $- 1,5^{ \circ} С$, и компрессор автоматически выключается. Через 30 минут камера вновь нагревается до $- 0,5^{ \circ} С$, и цикл повторяется. Оцените, через какое время после отключения компрессора от электрической сети весь лёд, намёрзший на стенки камеры, растает. Удельная теплоёмкость льда $c_{л} = 2,1 \frac{кДж}{кг \cdot град}$, а его удельная теплота плавления $\lambda = 330 кДж/кг$. Теплоёмкостью камеры можно пренебречь.
Решение:
Поток тепла в камеру зависит от разности температур снаружи и внутри камеры. При таянии льда поток тепла в камеру практически такой же, как и в процессе нагревания морозильника при неработающем компрессоре. Поэтому мощность потока тепла можно определить по нагреванию камеры при отключенном компрессоре.
$P = mc_{л} \frac{ \Delta t}{ \tau}$,
где $\tau = 30 минут$ по условию, $\Delta t = - 0,5^{ \circ} - ( - 1,5^{ \circ} С) = 1^{ \circ} С$. Время $T$ размораживания всего льда находится из:
$PT = m \lambda; T = \frac{ \lambda \tau}{c_{л} \Delta t} \approx 79 часов$.
В лаборатории, температура которой постоянна, находится пустая морозильная камера, на стенках которой намёрзло 5 кг льда. Компрессор холодильника включается, когда температура в камере поднимается до $- 0,5^{ \circ} С$. Через 10 минут работы компрессора температура в камере падает до $- 1,5^{ \circ} С$, и компрессор автоматически выключается. Через 30 минут камера вновь нагревается до $- 0,5^{ \circ} С$, и цикл повторяется. Оцените, через какое время после отключения компрессора от электрической сети весь лёд, намёрзший на стенки камеры, растает. Удельная теплоёмкость льда $c_{л} = 2,1 \frac{кДж}{кг \cdot град}$, а его удельная теплота плавления $\lambda = 330 кДж/кг$. Теплоёмкостью камеры можно пренебречь.
Решение:
Поток тепла в камеру зависит от разности температур снаружи и внутри камеры. При таянии льда поток тепла в камеру практически такой же, как и в процессе нагревания морозильника при неработающем компрессоре. Поэтому мощность потока тепла можно определить по нагреванию камеры при отключенном компрессоре.
$P = mc_{л} \frac{ \Delta t}{ \tau}$,
где $\tau = 30 минут$ по условию, $\Delta t = - 0,5^{ \circ} - ( - 1,5^{ \circ} С) = 1^{ \circ} С$. Время $T$ размораживания всего льда находится из:
$PT = m \lambda; T = \frac{ \lambda \tau}{c_{л} \Delta t} \approx 79 часов$.
