Question

Какую массу водяного пара при температуре t1=100С нужно впустить в калориметр, содержащий воду объёмом V=10л при температуре t2=20C, чтобы конечная температура стала t3=100C? Теплоёмкостью калориметра принебречь.

Answer 1

И откуда только такие задачи))
Дано:
t пара=100 градусов
Vводы = 10 л
t воды = 20 градусов
L воды = 2,3* $10 ^{6}$
с воды = 4200 Дж/кг
Найти:
m пара = ?
Решение:
Теплота нагревания воды до нужной нам температуры вычислим по формуле:
Q= c воды*m воды * Δt = с*ρ*V*Δt
Теплота испарения воды: Q=L*m пара
По закону сохранения энергии: Q пара = Q воды,
значит,
L*m пара = с*ρ*V*Δt 
Откуда, следует:
m пара = (с*ρ*V*(t конечн. - t начальн.))/L = 
= (4200 Дж/кг*1000 кг/м.куб*0.01 м.куб*80)/2300000 Дж/кг= 14 кг
Ответ: масса пара = 1,4 кг .

Answer 2

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Тепло, выделяемое конденсацией пара, равно теплу, поглощаемому водой и калориметром.

Тепло, поглощаемое водой: Q_воды = m_воды * c_воды * (t3 - t2),

где m_воды - масса воды, c_воды - удельная теплоёмкость воды, t3 - конечная температура.

Тепло, выделяемое при конденсации пара: Q_пара = m_пара * L,

где m_пара - масса пара, L - удельная теплота парообразования.

Так как конечная температура должна быть равна 100°C, масса пара равна массе воды, которую нужно нагреть до этой температуры.

Таким образом, m_пара = m_воды.

Подставляя это в уравнение и приравнивая тепло, выделяемое конденсацией пара, и тепло, поглощаемое водой и калориметром, получаем:

m_воды * L = m_воды * c_воды * (t3 - t2).

Массу воды можно найти, разделив обе части уравнения на L:

m_воды = (c_воды * (t3 - t2)) / L.

Теперь мы можем вычислить массу воды, которую нужно впустить в калориметр.