Publication: КАКОВА ТОЛЩИНА ФРОНТА ПЛАВЛЕНИЯ ЛЬДА?
Дата
2025
Авторы
Степанов, И. С.
Будаева, Л. И.
Разницын, О. А.
Карпов, М. В.
Степанов, С. В.
Journal Title
Ядерная физика и инжиниринг
Journal ISSN
Volume Title
Ядерная физика и инжиниринг
Издатель
НИЯУ МИФИ
Аннотация
На основе измерений кинетики плавления ледяных шаров на воздухе при комнатной температуре (≈22°С) и в охлажденной (≲1∘{\CYRS}) воде с учетом измерений температуры как на поверхности шаров, так и внутри них, удалось оценить толщину фронта плавления льда. В обоих случаях входящий тепловой поток поглощается льдом в виде скрытой теплоты плавления внутри слоя, который мы называем фронтом плавления. Для описания кинетики таяния ледяных шаров построена модель этого процесса, учитывающая, что подвод тепла происходит через всю поверхность шара, причем площадь его поверхности уменьшается в ходе плавления. Измерения температуры на поверхности ледяных шаров и температуры внутри них дали ≈0.4 и 0°С соответственно. Модель имеет простое аналитическое решение. Рассмотрение кинетики плавления шаров на воздухе требует учета поправок, связанных с испарением воды. Измерение кинетики таяния в холодной воде производилось посредством измерения веса притопленного ледяного шара, внутрь которого вмораживался небольшой свинцовый шарик. Подгонка экспериментальных данных согласно предложенной модели позволила оценить толщину фронта плавления льда. В обоих случаях (таяние льда на воздухе и в воде) она оказалась равной примерно 3 мм.
Описание
Ключевые слова
Таяние , Замораживание , Талая вода , Фронт плавления , Плавление ледяных шаров
Цитирование
Степанов И.С., Будаева Л.И., Разницын О.А., Карпов М.В., Степанов С.В. КАКОВА ТОЛЩИНА ФРОНТА ПЛАВЛЕНИЯ ЛЬДА? Ядерная физика и инжиниринг. 2025;16(4):548-558. https://doi.org/10.56304/S2079562924060411. EDN: QIMZCE