Задачка по физике В сосуде, теплоёмкость которого равна 207 Дж/°С, находится 3 л воды и 0,6 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 14 °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

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания льда до 0 °С и плавления его:

Q1 = m1 λ + m1 c ΔT1
Q1 = 0,6 кг 330000 Дж/кг + 0,6 кг 207 Дж/(кг°C) * 0 °C
Q1 = 198000 Дж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды с 0 °С до 14 °С:

Q2 = m2 c ΔT2
Q2 = 3 л 1000 г/л 4200 Дж/(кг°C) 14 °C
Q2 = 1764000 Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое должен отдать пар, чтобы охладиться до 100 °С и сконденсироваться:

Q3 = m3 c ΔT3 + m3 L
Q3 = m3 4200 Дж/(кг°C) -86 °C + m3 2260000 Дж/кг
Q3 = m3 (-884400 Дж/кг) + m3 2260000 Дж/кг
Q3 = m3 1375600 Дж/кг

Итак, суммарное количество теплоты, которое должно поглотить пар, чтобы привести воду и лед до требуемой температуры:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 198000 Дж + 1764000 Дж + 1375600 Дж = 3337600 Дж

Теплота, выделяющаяся паром при конденсации равна теплу поглощенному при испарении:

Q = m L
3337600 Дж = m 2260000 Дж/кг
m = 1,48 кг

Таким образом, масса пара, которую необходимо ввести, чтобы получить воду с температурой 14 °С, составляет 1,48 кг.