Feladat
Fero és Sam úgy döntöttek, hogy kihasználják a nagyszerű rendezvényt a fedett ebédlőben, és tíz mézes túrát vettek. Mivel azonban megfelelően gondoskodtak a megjelenésükről, természetesen úgy döntöttek, hogy nem egyék meg mind a tíz pirítóst, de a fagyasztóban tárolták őket. Feró azonban ügyetlen, ezért gyakran megy a fagyasztó tartalmának ellenőrzésére, hogy eltűnt-e sütemény. Észrevette azonban a következő jelenséget: ha a hűtőszekrény ajtaja hosszú ideig zárva van, könnyebben kinyithatók, mint amikor a hűtőszekrény tartalmát azonnal ellenőrzik Sam után. Magyarázza el Fernek ennek a jelenségnek a fizikai természetét.
Először nézzük meg, mi történik, amikor kinyitjuk a fagyasztót. A hideg levegő viszonylag gyorsan, a meleg levegő pedig kiáramlik. Amikor bezárjuk a fagyasztót, a levegő viszonylag gyorsan hűlni kezd az alacsony fajlagos hőkapacitása miatt. Egy egyszerű számítással megtudhatjuk, hogy a fagyasztóban a légnyomás mennyire változik az állapotegyenlettől, ahol feltételezzük, hogy a fagyasztóban lévő gáz térfogata a hűtés során nem változik (azaz izokhorikus eseményről van szó): \ [ \ frac = \ frac \ text \] \ [p_2 = \ frac = \ frac \ cdot \ SI >> \ kb \ SI \ text \]
ahol figyelembe vettük a légköri nyomást \ (p_1 = \ SI \), az eredeti hőmérsékletet (T_1 = \ SI \) (\ (\ SI \)) és a fagyasztó hőmérsékletét (T_2 = \ SI \) (\ (\ SI \)). Fontoljon még egy hűtőszekrény ajtaját, amelynek méretei \ (\ SI \ szor \ SI \). Ekkor az erő, amelyet az ajtó nyitásakor kell kifejtenünk: \ [F = \ Delta pS = \ bal (\ SI - \ SI \ jobb) \ cdot \ SI \ cdot \ SI \ doteq \ SI \ text \]
ami természetesen óriási hülyeség, életében nem nyitotta volna meg a Feró fagyasztójának azt az ajtaját. Egyrészt a mélyhűtő hőmérséklete nem éppen 20 és -18 fok, de a fő ok a fagyasztó szivárgásában rejlik. Amint a nyomás csökkenni kezd, a fagyasztó beengedi a levegőt, amíg a nyomás kiegyenlítődik. De amíg ez a folyamat meg nem történik, az ajtót nehéz kinyitni, ez a válasz a feladatra. Az eddig említett elv mellett a hűtőszekrény ajtaját egy mágnes is tartja a helyén, ami nem magyarázza meg, hogy a fagyasztó ajtaját miért nehéz csak kezdetben kinyitni.
Vita
Itt szabadon megvitathatja a megoldást, megoszthatja kódjait és így tovább.
Megjegyzések hozzáadásához be kell jelentkeznie.