Задачи на составление уравнения теплового баланса

Спасибо большое, давно так не «кипел» мой мозг. Задачки довольно не плохие

Простой опыт по теме с тазиком воды на улице

Определить примерно количество тепла, выделенное при охлаждении и кристаллизации
0,0359 кг льда за  2,5 часа
и охлаждении воды в тазике c +10С дo 0 C.

Примерное решение

Q = Q1 + Q2
Q1= -m * c * delta T = -0,0359 кг *4200 Дж/кг/К * 10 К = -1506,71 Дж 
Q2= -m * Lambda = -0,0359 kg * 3,35 E5 J/kg = -1,202 * 10^4 Дж
Q2 в физической энциклопедии  = -332,4 Дж/грамм * 35,874 грамм= -11924.5 Дж

Q = -(1506,71 Дж + 12017,8 Дж) = -13524,5 Дж
Через 3,5 часа толщина льда стала  от 7-8 мм на поверхности, дo 12-14 мм y стенок тазика и его дна. Видно как реки замерзают со дна.
На поверхности сначала плавает шугообразный лед.

B 15.30 дня поставил тазик в виде параллепипеда.Толщина  6 см слоя воды.
Обьем воды W=0,06 м*0,31 м*0,26 м=0,004836 м^3 .

Имеем примерно 4,836 кг льда.Температура на улице -9С

Задача 1. Когда весь лед  в тазике замерзнет?
 Время. температура T  падает

15.30  -9C
16.30  -10C
17.00 -10C
18.00 -10C
19.00 -11C
20.00 -11C
21.00 -12C
22.00 -12C
23.00 -12C
00.00 -13C  1 март
6.00  -14C
7.00  -14C
8.00  -13C
9.00  -11C
10.00 -10C
11.00 -8C
12.00 -5C

Ответ. Примерно через 10-11 часов. Тазик стоял на холодной земле.

В 17.05 толщина льда  1 мм сверху в тазике  (чeрeз 1,5 часa)
В 19.00  толщина 5 мм  (чeрeз 3,5 часa)

Задача 2. Как вырастет толщина льда за 5,5 часов на поверхности воды в тазике

в 10.30. поставил 6 см воды в тазике.Т=-9С
12.15   толщина льда 1,1 мм - в серединке, центре поверхности тазика

Время; Температура на улице, С

12.00  -5  C
13.00  -3  C
14.00  -2  C
15.00  -1  C
В 16.00  0 C   - Прекратил опыт.

Зa 5,5 часов толщина льда выросла до  1 мм -1,1 мм 
на краях  5-6 мм. Значит в реке толщина льда максимальна у берегов, если нет ручьев. Меньше в 5-6 раз на середине.

Поэтому, когда ходите по реке, надо обязательно обвязываться веревкой с партнером, и не ходите по середине реки. Не ездите верхом на лошади. Провалитесь.

Не ходите в одиночку по реке. Утонете.

Лед в озерах, реках от ветра начинает двигаться и ломаться под снегом. Нельзя ходить по озерам, рекам с рюкзаком без сильной надобности

и без длинной палки. Утонете. Нельзя ходить по льду реки, если он гнется или трещит.

Поэтому рыбаков уносит в море на льдинах, когда они ловят у берега со льда рыбу. Лед под действием ветра и волн ломается.
Можно увидеть как формируется аналог ребра жесткости из льда. Из льда можно создавать разные  красивые фигуры. Если нальете горячей воды в параллепипед, то за ночь он замерзнет и будут видны красивые фигуры от конвекции воды.