Буданов Иван (budan) wrote,
Буданов Иван
budan

Физическая магия: какой энергией должна обладать Снежная Королева?


  1. Вижу по каналу Дисней по телевизору вставки перед рекламой из м/ф "Frozen", который я недавно просмотрел.

  2. А за окном - минус 22 по цельсию.

  3. Плюс я принадлежу к атомной сфере, обладающей самым компактным и мощным источником энергии.

Сложив эти три фактора, я наконец-то решил посчитать - а сколько же (строго по законам школьной физики) должна иметь в себе магическая героиня/мистер Фриз, чтобы моментально замораживать и размораживать воду.

Заморозка.
FROZEN
Вот вполне себе момент из мультфильма, лето (пусть будет +20 градусов за окном), а после - замороженный фонтан литров так на 1000 (1 кубометр).

Чтобы сделать в реальности этот нехитрый приём, надо понизить температуру воды на 20 градусов, затем удалить тепло при кристаллизации, и ещё снизить его температуру градусов так на 5, например.

Считаем:
[Колдуй, колдуй, колдуй с калькулятором!]
1. Теплоёмкость воды - 4183 Дж/кг*К; (для того, чтобы 1 кг жидкости фонтана охладить на 1 градус, нужно удалить от него всех людей и закрыть глаза 4183 джоулей. Значит, 20 градусов килограммовой жидкости (считаем воду чистой и несолёной, иначе температуру кристаллизации придётся принимать ещё меньшей) должны распрощаться с 83,7 кДж энергии, а 1 куб воды в фонтане - с 83,7 МДж.

2. Наступил ноль градусов для куба воды в фонтане и он очень хочет превратиться в лёд, но не может - мешает удельная теплота плавления. Для льда она равна 335 кДж/кг. Плюсуем к первому пункту 335 МДж. Итого - 418,7 МДж.

3. Лёд надо ещё сильнее охладить - хотя бы градусов на 5, а то потечёт - и этому мешает его удельная теплоёмкость в 2060 Дж/кг*К. Преодолеваем её, оплачивая чек в 10,3 МДж.

Итог: 429 МДж.


Повторюсь, 429 МДж. Фонтан по мультфильму замерзает за 5 секунд - то есть Эльза отводит от воды по 85,8 МДж/с - много это или мало? Давайте посчитаем в привычных величинах.

Во-первых, умножим на 3600, ведь именно столько секунд в часе. 308880 МДж/час, если Эльза будет "работать часами без устали". Воспользуемся первым попавшимся сайтом перевода одних величин в другие - 0.0858 ГВт*час (или 85,8 МВт*час).

Конечно, нонешние АЭС вырабатывают по 1000 МВт за час, что равно почти 12-ти Эльзам, но всё равно - это очень много. Если бы один человек был настолько энергоёмок, то проблем с э/э не было бы. И - да, куда же девается эта энергия (ЗСЭ пока не отменяли), оставим за рамками шуточного школьного исследования.

p.s. Момент заморозки залива вокруг замка можно я не буду обсчитывать? Очень много придётся допускать от тычка пальцем в небо, что на расчёте скажется, мягко говоря, не лучшим образом.
Tags: frozen, АЭС, зима, интересное-рядом, мультфильм, расчёт, физика
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 3 comments