В сосуде, теплоёмкость которого равна 185 Дж/°С, находится 2 л воды и 1,3 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 10 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Найди массу пара. (Удельная теплоёмкость воды с=4200Джкг⋅° С, удельная теплота парообразования L =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для перевода льда при 0°С в воду при 0°С необходимо тепло:
Q1 = m λ = 1,3 кг 330000 Дж/кг = 429000 Дж

Для нагрева получившейся воды до 10°С:
Q2 = m c ΔT = 1,3 кг 4200 Дж/кг°С * 10°С = 54600 Дж

Итак, общее количество тепла, необходимое для перевода льда при 0°С в воду при 10°С:
Q = Q1 + Q2 = 429000 Дж + 54600 Дж = 483600 Дж

Это количество тепла должно быть равно количеству тепла, выделившемуся при конденсации пара в воду и при нагреве получившейся воды до 10°С:
Q = m L + m c ΔT = m (L + c * ΔT)

Отсюда выразим массу пара:
m = Q / (L + c ΔT) = 483600 Дж / (2260000 Дж/кг + 4200 Дж/кг°С * 100°С) = 0,198 кг

Итак, для получения воды с температурой 10°С необходимо ввести 0,198 кг водяного пара.