В сосуд, содержащий 400 г воды при температуре 20 градусов, вводят некоторое количество стоградусного водяного пара, который при этом обращается в воду. Определите количество введённого пара, если через некоторое время в сосуде установилась температура 35 градусов.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии (первым началом термодинамики).

Пусть масса воды, которая образовалась из водяного пара, равна m кг. Пусть начальная температура водяного пара T0, начальная температура воды в сосуде T1 = 20 градусов, а конечная температура t2 = 35 градусов.

Тогда можно записать уравнение:

m Cp (t2 - T1) = m * Lv

где Cp - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/кг*°C), Lv - удельная теплота парообразования (2257 кДж/кг), t2 и T1 - конечная и начальные температуры, m - масса водяного пара.

Переведем все значения в одни единицы измерения:

Cp = 4186 Дж/кг°C = 4186 кДж/кг°C = 4.186 МДж/кг*°
Lv = 2257 кДж/кг = 2.257 МДж/кг

Подставим значения в уравнение:

m 4.186 (35 - 20) = m 2.25
m 58.604 = m * 2.25
58.604 = 2.25
m = 58.604 / 2.257 ≈ 25.94 кг

Таким образом, в сосуд ввели приблизительно 25.94 кг водяного пара.