Question

у посудину з водою, взятою за температури 0 °С, опустили 1 кг пари за температури 100 °С. Через деякий час у посудині встановилася температура 20 °С. Скільки води було в посудині? Теплообмін з навколишнім середовищем відсутній.

Answer 1

Ответ: 31,4кг

Объяснение:

Дано:

t1=0°C

t2=100°C

t=20°C

c=4200Дж/кг°С

L=2,3*10⁶Дж/кг

m2=1кг

------------------

m1-?

Тепло, которое отдал пар воде равно:

Q=Q1+Q2, где:

Q1-теплота при кристаллизации пара в воду;

Q2-теплота при остывании воды от 100 до 20°С

Q1=Lm2, где:

L-удельная теплота парообразования;

m2-масса пара.

Q2=cm2(t1-t), где:

с-удельная теплоемкость воды;

t1 и t-начальная и конечная тепмпература воды, образовавшееся при кристаллизации пара.

Q=2,3*10⁶*1+4200*1*(100-20)=2636000Дж

Теплота, которая приняла вода, находящаяся в посудине равна:

Q=c*m1*(t-t1), где:

m1-масса воды:

t  и t1-начальная и конечная температура воды.

Отсюда:

m1=Q/(c*(t-t1)=2636000/(4200*(20-0))=31,4кг

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі використаємо закон збереження енергії.

Спочатку розглянемо енергію, що передається воді. За законом збереження енергії, енергія, яку отримує вода, повинна бути рівна енергії, яку втрачає пара.

Енергія, яку отримує вода, можна обчислити за формулою: Q_води = m_води * c_води * ΔT_води,

де m_води - маса води, яку ми хочемо знайти, c_води - теплоємність води, ΔT_води - зміна температури води.

Енергія, яку втрачає пара, можна обчислити за формулою: Q_пари = m_пари * c_пари * ΔT_пари,

де m_пари - маса пари, c_пари - теплоємність пари, ΔT_пари - зміна температури пари.

Відомо, що маса пари, яку ми опустили в посудину, дорівнює 1 кг (або 1000 г).

Також відомо, що температура води після того, як опустили пару, становить 20 °C (або 20 °C - 0 °C = 20 °C).

Так як теплообмін з навколишнім середовищем відсутній, енергія, яку отримує вода, має бути рівна енергії, яку втрачає пара.

Отже, ми можемо записати рівняння: m_води * c_води * ΔT_води = m_пари * c_пари * ΔT_пари.

Підставляючи відомі значення: m_води * c_води * (20 °C - 0 °C) = 1000 г * c_пари * (100 °C - 20 °C).

Спрощуючи рівняння: m_води * c_води * 20 °C = 1000 г * c_пари * 80 °C.

m_води * c_води = (1000 г * c_пари * 80 °C) / 20 °C.

m_води = (100