Медный калориметр массой 200 г содержит 500 г воды. Температура в калориметре равна 50 °С. Определите, сколько водяного пара при температуре 100 °С надо впустить в калориметр, чтобы температура воды увеличилась до 100 °С. Теплоёмкость калориметра и теплообмен с окружающей средой не учитывайте. Считайте, что удельные теплоёмкости меди и воды равны соответственно 400 и 4200 Дж/(кг · К); удельная теплота парообразования воды - 2,18 МДж/кг.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Обозначим через m пару массу водяного пара, которую надо впустить в калориметр. После конденсации вся энергия этого пара перейдет на нагревание воды. Тогда можно записать уравнение:

m (2,18 МДж/кг) = (200 г + 500 г) (100 °C - 50 °C) 4200 Дж/(кг· К) + 200 г (100 °C - 50 °C) * 400 Дж/(кг · К)

Решая это уравнение, найдем m:

m = (200 г + 500 г) (100 °C - 50 °C) 4200 Дж/(кг· К) + 200 г (100 °C - 50 °C) 400 Дж/(кг · К) / (2,18 МДж/кг) ≈ 119,6 г

Таким образом, чтобы температура воды в калориметре увеличилась до 100 °C, надо впустить примерно 119,6 г водяного пара при температуре 100 °C.