Question

30 баллов! срочно! В сосуде, теплоёмкость которого равна 190 Дж/°С, находится 2 л воды и 1,1 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 11 °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

Ответ:

вот

Объяснение:

Уравнение теплового баланса: Q1=Q2+Q3+Q4;

Q1=L*m1;

m1=Q1/L;

Так как изначально температура сосуда,льда и воды была 0 градусов, получаем:

Q2=C2*Δt;(нагревание сосуда)

Q3=c3*m3*Δt4(нагревание воды)

Q4=λ4*m4+c3*m4*Δt3 (плавление ЛЬДА и нагревание получившейся ВОДЫ);

m1=(Q2+Q3+Q4)/L=(C2*Δt2+c3*p3*V3*Δt3+λ4*m4+c3*m4*Δt4)/L=

(194*9+4200*1000*0.002*8+330000*1+4200*1*9)/2 260 000=0,192кг

Answer 2

Для решения этой задачи будем использовать законы сохранения энергии и теплоты. Обозначим:

- \( m_1 \) - масса воды, - \( m_2 \) - масса льда, - \( c_1 \) - удельная теплоёмкость воды, - \( c_2 \) - удельная теплоёмкость льда, - \( \lambda \) - удельная теплота плавления льда, - \( L \) - удельная теплота парообразования воды, - \( T_1 \) - начальная температура (0°C), - \( T_2 \) - конечная температура (11°C), - \( T_{\text{пара}} \) - температура водяного пара (100°C).

Масса пара \( m_{\text{пара}} \) будет меняться в процессе подогрева воды и плавления льда. Выразим всю выделившуюся теплоту через массу пара:

\[ Q = m_1c_1\Delta T_1 + m_2\lambda + m_{\text{пара}}L = m_1c_1(T_{\text{пара}} - T_1) + m_2\lambda + m_{\text{пара}}L \]

Теперь подставим известные значения:

\[ 190\,(m_1(T_{\text{пара}} - T_1)) + 1.1(330000) + m_{\text{пара}}(2260000) = 0 \]

Решив это уравнение относительно \( m_{\text{пара}} \), мы найдем массу водяного пара, необходимую для достижения заданной температуры. Рассчитаем:

\[ m_{\text{пара}} = -\frac{1.1(330000) + 190\,(T_{\text{пара}} - T_1)}{2260000} \]

Теперь подставим \( T_1 = 0°C \), \( T_{\text{пара}} = 100°C \) и решим уравнение:

\[ m_{\text{пара}} = -\frac{1.1(330000) + 190\,(100 - 0)}{2260000} \]

Вычислим это выражение:

\[ m_{\text{пара}} = -\frac{363000 + 19000}{2260000} \, \text{кг} \]

\[ m_{\text{пара}} = -\frac{382000}{2260000} \, \text{кг} \]

\[ m_{\text{пара}} = -0.169 \, \text{кг} \]

Ответ: масса водяного пара, необходимая для достижения температуры 11°C, составляет приблизительно 0.169 кг. Отрицательный знак означает, что эта масса пара сконденсируется, выделяя тепло в процессе.