В сосуде, теплоёмкость которого равна 202 Дж/°С, находится 1 л воды и 0,8 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 10 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Рассчитай массу пара.
(Удельная теплоёмкость воды с=4200Джкг⋅° С, удельная теплота парообразования =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг).
Ответ (округли до целого числа): г.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева льда до 0 °С, плавления льда, нагрева воды до 10 °С.

Нагрев льда до 0 °С:
Q1 = m1 λ = 0,8 кг 330000 Дж/кг = 264000 Дж

Плавление льда:
Q2 = m1 λ = 0,8 кг 330000 Дж/кг = 264000 Дж

Нагрев воды до 10 °С:
Q3 = m2 c ΔT = 1 кг 4200 Дж/(кг°C) * 10 °C = 42000 Дж

Общее количество тепла для этого этапа:
Qобщ = Q1 + Q2 + Q3 = 264000 Дж + 264000 Дж + 42000 Дж = 570000 Дж

Теперь рассчитаем количество тепла, которое выделится при конденсации водяного пара при 100 °С и его охлаждении до 10 °С:

Конденсация пара:
Q4 = m4 λ = m4 2260000 Дж/кг

Охлаждение водяного пара до 10 °С:
Q5 = m4 c ΔT = m4 4200 Дж/(кг°C) * 90 °C

Общее количество тепла для этого этапа должно быть равно Qобщ:

Q4 + Q5 = 570000 Дж

m4 2260000 Дж/кг + m4 4200 Дж/(кг°C) 90 °C = 570000 Дж

2260000m4 + 378000m4 = 570000

2638000m4 = 570000

m4 ≈ 570000 / 2638000 ≈ 0,216 кг

Ответ: масса пара, которую нужно ввести в сосуд, составляет около 0,216 кг. (округлено до целого числа - 0 г).