Question

ДОПОМОЖІТЬ БУДЬ ЛАСКА! У посудину з водою, температура якої 20 С, впускають 50 г водяної пари при температурі 100 С. Якою була маса води,якщо теплова рівновага настала при температурі 50 C?​

Answer 1

Ответ:

Для вирішення цього завдання можна застосувати принцип збереження тепла. За підставою цього принципу, теплова енергія, яку втрачає пара, повинна бути забрана воді, щоб досягти теплової рівноваги.

Знаємо, що маса водяної пари, яку впустили, дорівнює 50 г. Тому маса води, яка випарувала і перейшла в стан пари, також дорівнює 50 г.

Тепер врахуємо зміну температури. Відомо, що температура води на початку становила 20 °C, а тепер вона досягла 50 °C. Це означає, що вода підігрілася на 30 °C.

За відомим нам значенням теплоємності води, яке становить 4,18 J/g·°C, можна обчислити кількість теплоти, яка забралася водою.

Кількість теплоти (Q) = маса води (m) × теплоємність води (c) × зміна температури (ΔT)

Q = m × c × ΔT

Де:

m - маса води

c - теплоємність води

ΔT - зміна температури

Підставимо відомі значення:

Q = m × 4,18 J/g·°C × 30 °C

Так як 1 г води має об'єм 1 мл, можемо припустити, що маса води в грамах дорівнює її об'єму в мл. Отже, маса води, яка забрала кількість теплоти, дорівнює Q (у джоулях) і може бути виражена у мілілітрах (мл).

Отримаємо рівняння:

m = Q = 50 г × 4,18 J/g·°C × 30 °C

m ≈ 6270 мл (або 6270 г)

Таким чином, маса води, яка залишилася в посудині після досягнення теплової рівноваги, дорівнює близько 6270 г (або 6270 мл).

Объяснение:

Answer 2

Для вирішення цієї задачі ми можемо скористатися принципом збереження енергії.

У початковому стані, енергія води складається з енергії теплоти та енергії внутрішньої енергії:

E1 = m1 * c * ΔT1,

де m1 - маса води, c - специфічна теплоємність води, ΔT1 - різниця у температурі (100 °C - 20 °C = 80 °C).

Енергія пари складається з енергії теплоти та енергії внутрішньої енергії:

E2 = m2 * c * ΔT2,

де m2 - маса водяної пари, ΔT2 - різниця у температурі (100 °C - 50 °C = 50 °C).

Після досягнення теплової рівноваги, сума енергій E1 та E2 залишається незмінною:

E1 + E2 = E,

де E - загальна енергія системи.

Так як ми шукаємо масу води m1, ми можемо записати рівняння на основі принципу збереження енергії:

m1 * c * ΔT1 + m2 * c * ΔT2 = E.

Підставляючи відомі значення:

m1 * c * 80 + 50 * c * 50 = E.

Також, ми знаємо, що вода і пара досягли теплової рівноваги, тому їх температури будуть однаковими:

T1 = T2.

Значить, різниця у температурах також буде однаковою:

ΔT1 = ΔT2.

Тому наше рівняння спрощується:

m1 * c * ΔT1 + m2 * c * ΔT1 = E,

(m1 + m2) * c * ΔT1 = E.

Підставляючи відомі значення:

m1 + 50 * ΔT1 = E / c.

Значення E / c можна визначити, використовуючи відомі значення теплоємності води c (4.18 J/(g°C)):

E / c = (50 г * 4.18 J/(g°C) * 50 °C