Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4857
2017-11-06 
Чтобы растопить в калориметре 1 кг льда на высоте Эвереста, требуется на $\Delta Q \approx 5 Дж$ большее количества тепла, чем на уровне моря. Вычислить давление атмосферы на высоте Эвереста. Температуру окружающей среды считать одинаковой. Необходимые дополнительные данные можно взять из таблиц.
Решение:
Если бы плавление льда не сопровождалось изменением объема вещества, удельная теплота плавления была бы одинаковой на уровне моря и на высоте Эвереста. Изменение объема в процессе плавления связано с совершением телом работы (для льда отрицательной, так как его объем при плавлении уменьшается). Разница $\Delta Q$ в удельной теплоте плавления льда как раз и связана с дополнительной работой, которую совершает система "лед-вода" при плавлении на уровне моря. Эта дополнительная работа равна $(P_{0} - p_{1}) \Delta V$, где р$p_{0}$ — давление на уровне моря, $p_{1}$ — искомое давление на высоте Эвереста, $\Delta V$ — изменение объема 1 кг льда при полном плавлении, равное
$\Delta V = \frac{1}{ \rho_{л}} - \frac{1}{ \rho_{в}} = \frac{ \rho_{в} - \rho_{л}}{ \rho_{в} \rho_{л}} \approx 0,1 л/кг$.
Приравнивая $\Delta Q = (p_{0} - p_{1}) \Delta V$, получаем
$p_{1} = p_{0} - \frac{ \Delta Q}{ \Delta V} = 10^{5} - \frac{5}{10^{-4}} = 0,5 \cdot 10^{5} Па \approx 0,5 атм$.
Чтобы растопить в калориметре 1 кг льда на высоте Эвереста, требуется на $\Delta Q \approx 5 Дж$ большее количества тепла, чем на уровне моря. Вычислить давление атмосферы на высоте Эвереста. Температуру окружающей среды считать одинаковой. Необходимые дополнительные данные можно взять из таблиц.
Решение:
Если бы плавление льда не сопровождалось изменением объема вещества, удельная теплота плавления была бы одинаковой на уровне моря и на высоте Эвереста. Изменение объема в процессе плавления связано с совершением телом работы (для льда отрицательной, так как его объем при плавлении уменьшается). Разница $\Delta Q$ в удельной теплоте плавления льда как раз и связана с дополнительной работой, которую совершает система "лед-вода" при плавлении на уровне моря. Эта дополнительная работа равна $(P_{0} - p_{1}) \Delta V$, где р$p_{0}$ — давление на уровне моря, $p_{1}$ — искомое давление на высоте Эвереста, $\Delta V$ — изменение объема 1 кг льда при полном плавлении, равное
$\Delta V = \frac{1}{ \rho_{л}} - \frac{1}{ \rho_{в}} = \frac{ \rho_{в} - \rho_{л}}{ \rho_{в} \rho_{л}} \approx 0,1 л/кг$.
Приравнивая $\Delta Q = (p_{0} - p_{1}) \Delta V$, получаем
$p_{1} = p_{0} - \frac{ \Delta Q}{ \Delta V} = 10^{5} - \frac{5}{10^{-4}} = 0,5 \cdot 10^{5} Па \approx 0,5 атм$.
