Question

В сосуде, теплоёмкость которого равна 190 Дж/°С, находится 3 л воды и 0,8 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 13 °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).

Answer 1

2,37 это же очень простая задача

Answer 2

Для решения задачи воспользуемся принципом сохранения энергии.

Сначала определим количество теплоты, которое необходимо передать системе, чтобы нагреть лед до температуры плавления:

Q1 = масса_льда * удельная_теплота_плавления = 0.8 кг * 330000 Дж/кг

Затем определим количество теплоты, которое нужно передать системе, чтобы нагреть воду до 0 °C:

Q2 = масса_воды * удельная_теплоемкость_воды * (температура_воды_после - 0 °C) = 3 кг * 4200 Дж/кг⋅°C * (0 °C - 13 °C)

Заметим, что при нагревании воды до 0 °C не происходит фазовых переходов, поэтому нет необходимости учитывать удельную теплоту плавления.

Теперь рассчитаем количество теплоты, которое требуется для превращения воды при 0 °C в водяной пар при 100 °C:

Q3 = масса_пара * удельная_теплота_парообразования

Согласно принципу сохранения энергии, сумма всех полученных количеств теплоты равна нагреву системы:

Q1 + Q2 + Q3 = теплоемкость * (температура_конечная - температура_начальная)

Теперь можем выразить массу пара:

масса_пара = (Q1 + Q2 + Q3) / удельная_теплота_парообразования

Подставим известные значения:

масса_пара = (0.8 кг * 330000 Дж/кг + 3 кг * 4200 Дж/кг⋅°C * (0 °C - 13 °C)) / 2260000 Дж/кг

Выполним вычисления:

масса_пара = (264000 Дж + 3 кг * 4200 Дж/кг⋅°C * (-13 °C)) / 2260000 Дж/кг

масса_пара = (264000 Дж - 163800 Дж) / 2260000 Дж/кг

масса_пара = 100200 Дж / 2260000 Дж/кг

масса_пара ≈ 0.0443 кг

Таким образом, масса пара, которую нужно ввести в сосуд, составляет приблизительно 0.0443 кг.