По закону сохранения энергии
Q1=A1. ( это при остывании воды до нуля) .
Q1=c*m*(t2 - t1). ( c - удельная теплоемкость воды, m -её масса, t1-начальная температура воды=20град, t2 -конечная температура=0град) .
А1=Р*T1. ( P - мощность камеры, Т1-время=300с ). приравняем
c*m*( t2 - t1)=P*T1. Аналогично для замерзания
- лямбда*m =P*T2. ( T2 -время замерзания, лямбда - удельная теплота плавления льда=334000Дж/кг) разделим данные равенства друг на друга
c*m*( t2 - t1) / - лямбда*m = P*T1 / P*T2. сократим m, P.
с*( t2 - t1) / - лямбда = T1 / T2. выразим Т2.
Т2= ( - лямбда) *Т1 / c*( t2 - t1).
T2= ( -334000)*300 / 4200*( 0 - 20)=1193c. ( 19,88 мин ).
Объяснение:
давление в шарике равно примерно атмосферному и оно не изменится
V1/T1 =V2/T2
V2/V1=T2/T1=300/270=1,11
ответ объем увеличится в 1,11 раза