1. Ľadová diéta vzorové riešenie

Najprv sa pozrime na to, čo sa stane, keď mrazničku otvoríme. Studený vzduch pomerne rýchlo vytečie a dovnútra natečie teplý vzduch. Keď mrazničku zavrieme, vzduch začne pomerne rýchlo chladnúť vzhľadom k jeho nízkej mernej tepelnej kapacite. To, o koľko sa zmení tlak vzduchu v mrazničke, vieme zistiť zo stavovej rovnice jednoduchým výpočtom, kde uvažujeme, že objem plynu v mrazničke sa počas chladenia nezmení (čiže ide o izochorický dej): \[ \frac{p_1}{T_1}=\frac{p_2}{T_2}\text{,} \] \[ p_2 = \frac{p_1 T_2}{T_1} = \frac{\SI{100}{\kilo\pascal}\cdot \SI{255}{\kelvin}}{\SI{293}{\kelvin}} \approx \SI{87}{\kilo\pascal}\text{,} \]

kde sme uvažovali atmosférický tlak \(p_1 = \SI{100}{\kilo\pascal}\), pôvodnú teplotu \(T_1 = \SI{20}{\celsius}\) (\(\SI{293}{\kelvin}\)) a teplotu mrazničky \(T_2 = \SI{-18}{\celsius}\) (\(\SI{255}{\kelvin}\)). Uvažujme ďalej dvere chladničky s rozmermi \(\SI{40}{\centi\metre} \times \SI{30}{\centi\metre}\). Potom sila, ktorou musíme pôsobiť pri otváraní dverí, je: \[ F = \Delta pS = \left(\SI{100}{\kilo\pascal} - \SI{87}{\kilo\pascal}\right) \cdot \SI{40}{\centi\metre} \cdot \SI{30}{\centi\metre} \doteq \SI{1560}{\newton}\text{.} \]

čo je, samozrejme, kolosálna hlúposť, to by tie dvere od mrazničky Fero už v živote neotvoril. Na jednu stranu teploty v mrazničke nie je presne 20 a -18 stupňov, no hlavná príčina spočíva v netesnostiach mrazničiek. Akonáhle začne klesať tlak, mraznička začne púšťať dovnútra nejaké množstvo vzduchu, až kým sa tlaky nevyrovnajú. No kým sa tento proces udeje, dvere sa otvárajú ťažko, čo je odpoveď na zadanú úlohu. Okrem doteraz spomínaného princípu dvere chladničky držia navyše aj magnetom, čo ale nevysvetľuje, prečo sa dvere mrazničky ťažko otvárajú iba spočiatku.