НАйти Температуру смеси В лед массой 50 грамм при температуре -5 градусов впустили пар массой 100 грамм при температуре 100 градусов определить температуру смеси

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии.

Масса льда: m1 = 50 г
Температура льда: T1 = -5 градусов Цельсия
Масса пара: m2 = 100 г
Температура пара: T2 = 100 градусов Цельсия
Температура смеси: T

Для начала нужно вычислить количество энергии, которое будет выделено при охлаждении пара до температуры плавления льда и затем при его конденсации. Энергия, выделившаяся при охлаждении пара:
Q1 = m2 c (T2 - Tплавления), где c - удельная теплоемкость пара, примем равной удельной теплоемкости водяного пара при постоянном давлении: c = 2,01 Дж/(г*градус)
Tплавления воды = 0 градусов Цельсия

Энергия, выделившаяся при конденсации пара:
Q2 = m2 * L, где L - удельная теплота конденсации для водяного пара, примем равной 2260 кДж/кг

Суммарная энергия, выделенная при охлаждении пара до температуры плавления и конденсации:
Q = Q1 + Q2

Эта энергия должна растопить лед и нагреть смесь до общей температуры T:
Q = m1 c (T - T1) + m1 L + m1 c * (T - 0)

Приравниваем две части уравнения и находим температуру смеси:
m2 c (T2 - Tплавления) + m2 L = m1 c (T - T1) + m1 L + m1 c T

Подставляем известные значения и находим неизвестную T:
100 2,01 (100 - 0) + 100 2260 = 50 2,01 (T + 5) + 50 2260 + 50 2,01 T
200 2,01 + 100 2260 = 100,5 2,01 T + 50 2260 + 100,5 2,01 T
402 + 226000 = 100,5 2,01 T + 113000 + 202,5 T
226402 = 302,535 T + 113000
302,535 T = 113402
T ≈ 375,14 градусов Цельсия

Итак, температура смеси составляет примерно 375,14 градусов Цельсия.