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.

$m_{льда}=m_{вод{ы}_{конечная}}-m_{вод{ы}_{начальная}}$

$m_{льда}=m_{вод{ы}_{конечная}}-10740.4\text{г}$

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

$m_{льда}=674.6\text{г}$

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.