В сосуд с водой, имеющей температуру 0 °С, впустили 1 кг стоградусного водяного пара. Через некоторое время в сосуде установилась температура 20 СС. Определите массу воды, первоначально находящейся в сосуде.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Изначально в сосуде была вода при температуре 0 °C, ее энергия составляет 0 Дж. При впускании 1 кг стоградусного водяного пара с энергией 2257 кДж/kg (так как температура пара 100 °C), общая энергия в сосуде увеличилась на 2257 кДж.

После установления равновесия температура выросла до 20 °C. Пусть масса воды в сосуде равна m кг. Общая теплоемкость системы (вода + пар) составит 4.18 * (1 + m) кДж/°C.

Тогда уравнение закона сохранения энергии примет вид:

0 + 2257 = 4.18 (1 + m) 20

2257 = 83.6 + 83.6m

83.6m = 2173.4

m ≈ 26.01

Итак, масса воды, которая изначально находилась в сосуде, составляет примерно 26.01 кг.