Итак, что у нас происходит. Кусок льда, оказавшись в воде, сначала нагревается до температуры плавления, затем тает. При этом вода в сосуде охлаждается. Коль лед не весь растаял, есть основания полагать, что процесс завершился при температуре 0° С. Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁: (1) Тут: с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К) m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг) T₀ - начальная температура воды 10°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ : (2) Где: с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К) m₂ - начальная масса льда T₂ - начальная температура льда -20°С T₁ - конечная температура воды и льда 0°С m₃ - масса растаявшего льда. λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг При этом: кг (3)
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂ (4) Теперь из 4 выражаем m₂:
Продукты дегазации вулкана Килауэа (он находится на острове Гавайи и является одним из самых активных на земном шаре вулканов) состоят из 71% водяного пара, 13% углекислого газа, 5% азота, 9% двуокиси серы, а также некоторых других примесей. Судя по этим данным, которые считаются достаточно показательными не только для Земли, но и для других планет земной группы, вторичные атмосферы Венеры, Земли и Марса должны, были состоять в основном из углекислого газа и водяного пара. На Земле пары воды имели возможность конденсироваться во вторичной атмосфере и выпадать на поверхность в виде дождя, и в результате этого медленно, но необратимо формировался современный Мировой океан. На Венере вследствие ее близкого положения к Солнцу происходил быстрый разогрев атмосферы, при котором вода не могла существовать в жидком состоянии, и если на этой планете и был когда-то первичный океан, то он быстро испарился. На удаленном от Солнца Марсе низкая температура поверхности частичному оледенению планеты, и там также не мог образоваться океан. Климатологи доказали, что если бы Земля была ближе к Солнцу на расстояние, равное всего 5% современного, она не избежала бы участи Венеры и имела бы тяжелую углекислую атмосферу и очень высокую температуру поверхности. При удалении Земли от Солнца на расстояние, равное 1%, возникли бы условия, близкие к марсианским, за тем лишь исключением, что оледенение Земли было бы полным. Это ли не впечатляющее доказательство уникальности жизни на Земле? !
Очень большую роль в становлении земной атмосферы сыграл Мировой океан. Если химический состав атмосфер Венеры и Марса остался таким же, как и 3 – 3,5 миллиарда лет назад, то на Земле сформировалась совершенно новая, уже третья по счету, кислородно-азотная атмосфера. Как же это произошло? Прежде всего, Мировой океан - прекрасный поглотитель углекислого газа. Мощные геологические пласты известняка и мела, которые находят на суше повсеместно, - это отложения карбонатов на дне древних морей, образовавшиеся вследствие растворения углекислого газа в морской воде и соединения его с кальцием. Если превратить весь углерод, который имеется в известняковых отложениях Земли, в углекислый газ, то его получится ровно столько, сколько в настоящее время содержится в атмосфере Венеры, и это является одним из доказательств идентичности вторичных атмосфер рассматриваемых планет. Океаны Земли «выкачали» почти весь СО2 из атмосферы.
Именно в океане зародилась жизнь. Около 2 миллиардов лет назад в верхних слоях океанской толщи появились простейшие одноклеточные - органеллы, предки нынешних синезеленых водорослей, которые стали снабжать атмосферу кислородом. Так было положено начало самому замечательному на Земле биохимическому процессу - фотосинтезу. Благодаря этому процессу сформировался весь наличный кислород атмосферы, причем особенно интенсивное поступление фотосинтетического кислорода началось около 600 миллионов лет назад, когда на голые палеозойские скалы выбрались из моря первые растения. Как то так:)
Тогда вода в сосуде, при охлаждении отдает количество теплоты Q₁:
Тут:
с₁ - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К)
m₁ - масса воды 1 кг (1л - 1кг)
T₀ - начальная температура воды 10°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
Лед принял количество теплоты Q₂ :
Где:
с₂ - удельная теплоемкость льда 2060 Дж/(кг·К)
m₂ - начальная масса льда
T₂ - начальная температура льда -20°С
T₁ - конечная температура воды и льда 0°С
m₃ - масса растаявшего льда.
λ - удельная теплота плавления льда 334*10³ Дж/кг
При этом:
Составляем уравнение теплового баланса, приравниваем Q₁ и Q₂. При этом, согласно (3) выражаем m₃ через m₂
Теперь из 4 выражаем m₂:
Подставляя в (5) числовые значения, получаем:
ответ: Исходная масса льда 0,201 кг=201 г.
является одним из самых активных на земном шаре вулканов) состоят из 71%
водяного пара, 13% углекислого газа, 5% азота, 9% двуокиси серы, а
также некоторых других примесей. Судя по этим данным, которые считаются
достаточно показательными не только для Земли, но и для других планет
земной группы, вторичные атмосферы Венеры, Земли и Марса должны, были
состоять в основном из углекислого газа и водяного пара. На Земле пары
воды имели возможность конденсироваться во вторичной атмосфере и
выпадать на поверхность в виде дождя, и в результате этого медленно, но
необратимо формировался современный Мировой океан. На Венере вследствие
ее близкого положения к Солнцу происходил быстрый разогрев атмосферы,
при котором вода не могла существовать в жидком состоянии, и если на
этой планете и был когда-то первичный океан, то он быстро испарился. На
удаленном от Солнца Марсе низкая температура поверхности
частичному оледенению планеты, и там также не мог образоваться океан.
Климатологи доказали, что если бы Земля была ближе к Солнцу на
расстояние, равное всего 5% современного, она не избежала бы участи
Венеры и имела бы тяжелую углекислую атмосферу и очень высокую
температуру поверхности. При удалении Земли от Солнца на расстояние,
равное 1%, возникли бы условия, близкие к марсианским, за тем лишь
исключением, что оледенение Земли было бы полным. Это ли не впечатляющее
доказательство уникальности жизни на Земле? !
Очень большую
роль в становлении земной атмосферы сыграл Мировой океан. Если
химический состав атмосфер Венеры и Марса остался таким же, как и 3 –
3,5 миллиарда лет назад, то на Земле сформировалась совершенно новая,
уже третья по счету, кислородно-азотная атмосфера. Как же это произошло?
Прежде всего, Мировой океан - прекрасный поглотитель углекислого газа.
Мощные геологические пласты известняка и мела, которые находят на суше
повсеместно, - это отложения карбонатов на дне древних морей,
образовавшиеся вследствие растворения углекислого газа в морской воде и
соединения его с кальцием. Если превратить весь углерод, который имеется
в известняковых отложениях Земли, в углекислый газ, то его получится
ровно столько, сколько в настоящее время содержится в атмосфере Венеры, и
это является одним из доказательств идентичности вторичных атмосфер
рассматриваемых планет. Океаны Земли «выкачали» почти весь СО2 из
атмосферы.
Именно в океане зародилась жизнь. Около 2 миллиардов
лет назад в верхних слоях океанской толщи появились простейшие
одноклеточные - органеллы, предки нынешних синезеленых водорослей,
которые стали снабжать атмосферу кислородом. Так было положено начало
самому замечательному на Земле биохимическому процессу - фотосинтезу.
Благодаря этому процессу сформировался весь наличный кислород атмосферы,
причем особенно интенсивное поступление фотосинтетического кислорода
началось около 600 миллионов лет назад, когда на голые палеозойские
скалы выбрались из моря первые растения.
Как то так:)