В цилиндрическом сосуде с площадью дна S = 0,01 м^2 в состоянии теплового равновесия находятся M = 1 кг воды и плавающий в ней лёд. Воду со льдом начинают равномерно нагревать, и спустя время t = 1 мин уровень воды в сосуде начинает заметно изменяться. Определите начальную массу льда, если известно, что через τ = 3 мин после начала нагревания уровень воды опустился на L = 40 мм. Удельная теплота плавления льда λ = 3,3·105 Дж/кг, удельная теплота парообразования воды r = 2,3·106 Дж/кг, удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж*кг*C, плотность водыρ = 1000 кг/м3. Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью сосуда можно пренебречь.

Когда впервые обнаруживается, что некоторая идея объясняет или коррелирует многие факты, то такую идею называют гипотезой. Гипотезу можно подвергнуть дальнейшей проверке и экспериментально подтвердить выводы, которые из нее следуют. Если гипотеза при этом согласуется с результатами эксперимента, то ее называют теорией или законом. Теория, например атомная теория, обычно включает некоторые представления о строении той или иной части Вселенной, тогда как закон может быть просто обобщением положений, относящихся к экспериментально выявленным фактам. Так, существует закон постоянства углов между гранями в кристаллах. Этот закон утверждает, что при изменении углов между соответствующими гранями нескольких кристаллов одного и того же чистого вещества оказывается, что величины этих углов одинаковы. Закон просто выражает тот факт, что углы между соответствующими гранями кристалла чистого вещества одинаково независимо от того, большой это кристалл или маленький; какого либо объяснения самому этому факту закон не дает. Объяснение дает атомная теория кристаллов теория, которая исходит из того, что атомы кристаллов расположены в определенном порядке. Закон Авогадро Амадео Авогадро в 1811г. выдвинул гипотезу, которая в дальнейшем была подтверждена опытными данными и потому стала называться законом Авогадро:4 Одинаковые объемы различных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержат одинаковое число молекул. Таким образом, Авогадро указал, что противоречие между законом объемных отношений Гей-Люссака и учением Дальтона легко устраняется, если ввести представление о молекуле и атоме как о различных формах материи. Закон Гей- Люссака есть закон о числе молекул, а не атомов, находящихся в объеме газа. Авогадро предположил, что молекулы простых газов состоят из двух одинаковых атомов. Таким образом, при соединени водорода с хлором их молекулы хлористого водорода. Из одной молекулы водорода и одной молекулы хлора образуются две молекулы хлористого водорода. H2+Cl2=2HCl Из закона Авогадро вытекает важное следствие: при одинаковых условиях 1 моль газа занимает одинаковый объем. Этот объем легко вычислить, если известна масса 1л газа. Экспериментально установлено, что масса 1л кислорода при нормальных условиях (при температуре 273ºК (0ºС) и давлении 1 атм.) равна 1,429г. Следовательно, объем, занимаемый 1 молем при этих условиях, равен: При нормальных условиях 1 моль любого газа занимает объем, равный 22.4л. Этот объем называется молярным объемом газа. Молярный объем газа – это отношение объема вещества к количеству этого вещества: , где Vm – молярный объем газа (м³/моль или л/моль); V – объем вещества, n – количество вещества системы. Точное значение молярного объема газа 22.4135±0.0006 л/моль. На основе закона Авогадро определяют молекулярные массы газообразных веществ по их плотности. По закону Авогадро массы m1 и m2 л каждого из двух разных газов равняются произведению молярной массы М1 и М2 на число - постоянная (число) Авогадро: число частиц (атомов, молекул или ионов) в моле вещества. =моль ˜¹ или , где D-относительная плотность газа. Отношение массы определенного объема одного газа к массе такого же другого газа, взятого при тех же условиях (объем, температура, давление), называется плотностью первого газа по второму. Обычно плотности газов определяют по отношению к самому легкому газу – водороду (обозначают Dh2). Молярная масса водорода равна 2.016 г/моль или приближенно 2 г/моль, следовательно: Молекулярная масса вещества в газообразном состоянии равна удвоенной плотности по водороду. Если плотность определяют по воздуху, то исходят из средней молярной массы, равной 29 г/моль). Молярную массу газа можно определить, исходя из его молярного объема при нормальных условиях в соответствии с формулами n=m/M, n=V/Vm. Если в этих формулах n для одного и того же газа имеет одинаковое значение, то , и . При нормальных условиях л/моль, тогда В условиях, отличных от нормальных, для приведения объема газа к нормальным условиям пользуются газовыми законами.

Появление паровозов- это технический прорыв. Сначала они применялись как тягловая сила для поездов. Георг Стефенсон, английский инженер,создал за четырнадцати лет несколько паровозов( с 1814 по 1828 гг), которые стали работать внутри промышленных предприятий. Работо локомотивов не было. В 1825 г построен  завод  паровозов в Дарлингтоне. Там же родился  "Локомошен,"который промышленные испытания на Столеон Дарлингтонской железной дороге. Такие дороги стали появляться по всей стране. Основа   для паровозов  - " Ракета"(1829 г.). В 1834 г в России  Черепанов на Выйском заводе смог  построить сухопутный пароход ,  используя русские материалы.И паровозы Черепанова, и паровозы Стефенсона вызывали интерес у людей. В 1840 г построили еще одно  техническое чудо.. Котел его был увеличенный, а потому - мощный. Но экспериментальный путь разрушили "конские подрядчики ",потому что он был им невыгоден. Потом стала строится дорога "Санкт- Петербург  - Царское Село". Позднее опыт, полученный при ее строительстве,  был использован для других  дорог по всей империи. Этим занимался австриец Герснер, который считал,  что оптимальна  широкая полоса, под которую стоит подогнать составы из Бельгии и Англии. Инженер предположил, что паровозы могут везти немало вагонов ,  вмещать около трехсот человек и технически решил эту задачу.В 1837 году состав состоял   из 23 вагонов.Пассажиры находились в 12 вагонах, а в остальных -  скот. Поезда курсировали  по маршруту" КУзьмино -  Павловск". В 1837 открылась  Царскосельская  железная дорога. Вагоны  по ней ходили долгое время по торжественным дням.. В паровозе было два цилиндра, а само железное чудо    имело поэтические названия( «Проворный», «Богатырь», «Слон», «Стрела», «Лев»}, Названия  потом заменили серией из букв и номерами. Позже  железная дорога  соединила  Варшаву и австрийскую  границу. Длина ее -  308 км. Использовалась колея Стефенсона .По  "железке"  до начала двадцатого века ездили иностранные паровозы. Потом  появилась магистраль" Москва- Петербург." , колея которой имела ширину пять футов.Сделано это было из соображений стратегической безопасности , ибо  число круглое . Строительство паровозов  и железных дорог  привело к прогрессу, стало началом новой эры.