Какова масса образовавшегося льда в банке, когда ее герметично закрыли и поместили в морозильную камеру

Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать понятие относительной влажности и понятие насыщенных паров воды при определенных температурах. Давайте приступим к решению.

1. Сначала нам необходимо определить, сколько граммов воды находилось в воздухе до того, как банку закрыли и поместили в морозильную камеру. Для этого мы будем использовать формулу для вычисления количества воды в воздухе при определенной относительной влажности.

Формула выглядит следующим образом:

\(m_{воды} = V_{воздуха} \times d_{пара} \times K \times R\)

Где:
\(m_{воды}\) - масса воды в воздухе;
\(V_{воздуха}\) - объем воздуха;
\(d_{пара}\) - плотность насыщенных паров при заданной температуре;
\(K\) - постоянная, зависящая от используемых единиц измерения;
\(R\) - относительная влажность (в виде десятичной дроби).

2. Теперь нам нужно определить объем воздуха, который находился в комнате, где стояла открытая банка. Для простоты предположим, что объем банки равен 1 литру (1000 мл).

3. Чтобы определить плотность насыщенных паров воды при температуре 20 °C, мы используем значение, которое дано в задаче - 17.32 г/м³.

4. Теперь мы можем рассчитать массу воды в воздухе до того, как банку закрыли и поместили в морозильную камеру.

\(m_{воды} = V_{воздуха} \times d_{пара} \times K \times R\)

\(m_{воды} = 1000 \, \text{мл} \times 17.32 \, \text{г/м³} \times 1 \times 0.62\)

\(m_{воды} = 10740.4 \, \text{г}\)

5. Теперь, когда банка была закрыта и помещена в морозильную камеру с температурой -10 °C, нам нужно рассчитать плотность насыщенных паров воды при этой температуре, что равно 2,14 г/м³.

6. Итак, чтобы найти массу образовавшегося льда в банке, мы вычитаем массу воды, которая уже находилась в воздухе до этого, из общей массы воды, которая может находиться в воздухе при данной температуре.

\(m_{льда} = m_{воды_{конечная}} - m_{воды_{начальная}}\)

\(m_{льда} = m_{воды_{конечная}} - 10740.4 \, \text{г}\)

\(m_{льда} = 1000 \, \text{мл} \times 2.14 \, \text{г/м³} \times 1 \times 1 - 10740.4 \, \text{г}\)

\(m_{льда} = 674.6 \, \text{г}\)

Таким образом, масса образовавшегося льда в банке составляет 674.6 г при условии, что ее герметично закрыли и поместили в морозильную камеру с температурой -10 °C.