60. Összefoglalás
60. Összefoglalás
Forrás:
https://kemfiz.hu/fizika_kozep_hotan.html
Elemző feladatok
6. Ónos eső
Az ónos eső olyan csapadék, amely fagypont alatti hőmérsékletű, de még folyékony vízcseppekből áll. Amikor ezek a cseppek a talajra érnek, azonnal megfagynak, és vékony jégréteget képeznek. Akkor alakul ki, amikor a hideg felső és alsó légrétegek között egy melegebb, 0 °C fölötti légréteg helyezkedik el. A felhőben keletkező hó a melegebb rétegben esővé olvad, majd az alsó hideg rétegben fagypont alá hűl, de nem fagy meg, hanem túlhűtött folyadék marad, mert nincs benne kristályképző szennyeződés. A csepp csak a talajjal való ütközéskor fagy meg hirtelen.
a) A felhőből lehulló hópihe a talaj közelében túlhűlt vízcseppé alakul. Írja le, hogy útja során mikor vett fel, illetve adott le hőt a környezetének, és ez milyen hőmérséklet- és halmazállapot-változással járt!
b) Amikor a vízcseppek a felszínt elérik és megfagynak, hő szabadul fel. Mi ennek az oka?
c) Számítsa ki, mennyi hő szabadul fel egy 0,2 g tömegű, 0 °C-os vízcsepp megfagyásakor!
A megoldás
a) Mikor vett fel és adott le hőt a hópihe?
A hópihe útja során két fontos hőcsere történik:
A melegebb középső légrétegben hőt vesz fel, ezért megolvad, és hó → víz halmazállapot-változás történik. (Olvadás: hőfelvétel.)
Az alsó hideg légrétegben hőt ad le, ezért 0 °C alá hűl, de nem fagy meg, mert túlhűtött állapotban marad. (Hűlés: hőleadás, de nincs halmazállapot-változás.)
A tényleges fagyás csak a talajjal való ütközéskor indul meg.
b) Miért szabadul fel hő a megfagyáskor?
A fagyás exoterm folyamat, vagyis a víz hőt ad le, amikor rendezett kristályszerkezetbe áll össze. A folyadék → szilárd átmenet során a víz leadja az úgynevezett fagyáshőt, ezért szabadul fel energia.
c) Mennyi hő szabadul fel 0,2 g víz megfagyásakor?
Adatok:
m=0,2 g
L=2454 J/g
Számítás:
Q=m⋅L=0,2⋅2454=490,8 J
Tehát kb. 491 J hő szabadul fel.