Водород, заполняющий шарик, находится под давлением, немного превышающим атмосферное, за счет силы упругости шарика. При подъеме в более разреженные слои атмосферы (на каждые 100 м подъема давление падает примерно на 10 мм рт. ст. или на 1333 Па) внутреннее давление водорода в шарике перестает уравновешиваться атмосферным и шарик увеличивается в объеме до тех пор, пока понижение внешнего давления не компенсируется возрастающей силой упругости шарика. Разумеется, до бесконечности это продолжаться не может..)) Рано или поздно прочности шарика не хватит и он лопнет. Именно поэтому при запуске метеозондов на большую высоту (порядка 10 км - 217 мм рт.ст) заполняют гелием или водородом примерно на треть.
Решение. Определим энергию которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления: Qл = m1∙λ (1).λ = 33∙104 Дж/кг. Qл = 16,5∙104 Дж. Определим количество теплоты которая выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С: Qв = с∙m2∙(t2 – t1) (2).с = 4200 Дж/кг∙0С. Qв = -3,36∙104 Дж. Количество теплоты которое выделится при остывании воды от 80 0С до 0 0С меньше чем энергия которая необходима для плавления льда взятого при температуре плавления. Часть льда расплавится, часть останется в твердом состоянии. Энергия которая выделится при остывании воды пойдет на плавление части льда. Определим массу льда который расплавится:QB=m⋅λ, m=QBλ.m = 0,102 кг.
При подъеме в более разреженные слои атмосферы (на каждые 100 м подъема давление падает примерно на 10 мм рт. ст. или на 1333 Па) внутреннее давление водорода в шарике перестает уравновешиваться атмосферным и шарик увеличивается в объеме до тех пор, пока понижение внешнего давления не компенсируется возрастающей силой упругости шарика. Разумеется, до бесконечности это продолжаться не может..))
Рано или поздно прочности шарика не хватит и он лопнет.
Именно поэтому при запуске метеозондов на большую высоту (порядка 10 км - 217 мм рт.ст) заполняют гелием или водородом примерно на треть.