Question

Калориметр містить 1 кг води за температурою 10С. Скільки грамів пари, яка має температуру 100С, потрібно впустити в калориметр, щоб температура в ньму піднялася до 40С

Answer 1

Вода получит кол теплоты Q1=m1cΔt1.
Пар отдаст Q2=m2L+m2cΔt2. На основ закона сохр энергии приравняем 
(самостоятельно) и подст значения:
0,5*4200*20=m2(L+cΔt2)=m2(2300000+4200*60).
m2=42000/2552000=42/2552=0.165 кг=165 г. 

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі можна скористатися принципом збереження енергії.

Спочатку визначимо кількість тепла, яку має виділити пара при охолодженні з температури 100°C до 40°C. Це можна зробити за допомогою формули:

Q = m * c * ΔT,

де Q - кількість тепла (в джоулях), m - маса речовини (в кілограмах), c - специфічна теплоємність речовини (в джоулях на кілограм на градус Цельсія), ΔT - зміна температури (в градусах Цельсія).

У цій задачі ми використовуємо воду, для якої специфічна теплоємність c дорівнює 4,186 Дж/(г°C) або 4186 Дж/(кг°C).

Температура води після змішування буде 40°C, тому ΔT = 40°C - 10°C = 30°C.

Тепер можна розрахувати кількість тепла, необхідного для підігріву 1 кг води:

Q_води = m_води * c_води * ΔT_води = 1 кг * 4186 Дж/(кг°C) * 30°C = 125580 Дж.

Ця кількість тепла повинна виділитися парами, які мають температуру 100°C. Тому ми можемо скористатися такою ж формулою для пари:

Q_пари = m_пари * c_пари * ΔT_пари.

Ми знаємо, що температура пари ΔT_пари = 100°C - 40°C = 60°C.

Тепер ми можемо розрахувати масу пари, яку потрібно впустити в калориметр:

m_пари = Q_води / (c_пари * ΔT_пари).

Прийнявши, що специфічна теплоємність пари c_пари = 2,03 Дж/(г°C) або 2030 Дж/(кг°C), можемо підставити значення в формулу:

m_пари = 125580 Дж / (2030 Дж/(кг°C) * 60°C) ≈