Question

В сосуде, теплоёмкость которого равна 201 Дж/°С, находится 2 л воды и 0,8 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 5 °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:

122

Объяснение:

Тепловой баланс: Q₁=Q₂,

Q₁ - количество теплоты, которую забрал сосуд, вода и лёд;

Q₂ - количество теплоты, которая выделилась после конденсации пара и охлаждения воды.

сΔt₁ - нагрев сосуда, где Δt₁=5°C-0°C=5°C.

c₁m₁Δt₁  - нагрев воды, где с₁=4200 Дж/кг·°С; m₁=2 л.

λm₂ - плавление льда, где λ=330000 Дж/кг; m₂=0,8 кг.

с₁m₂Δt₁ - нагрев получившейся воды.

Q₁=сΔt₁+c₁m₁Δt₁+λm₂+с₁m₂Δt₁=201·5+4200·2·5+330000·0,8+4200·0,8·5=1005+42000+264000+16800=323805 Дж

Lm₃ - парообразование, где m₃ - масса пара.

с₁m₃Δt₂ - охлаждение воды, где Δt₂=100°C-5°C=95°C.

Q₂=Lm₃+с₁m₃Δt₂=m₃(L+c₁Δt₂)

323805=m₃(2260000+4200·95)

m₃=323805/2659000

m₃≈0,122 кг ≈ 122 г

Answer 2

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. При изменении температуры воды и льда, а также при парообразовании, энергия, полученная или отданная системой, должна быть равной нулю.

Изменение температуры воды:

Масса воды: 2 л = 2 кг Температура воды до нагрева: 0 °C Температура воды после нагрева: 5 °C Удельная теплоемкость воды: c = 4200 Дж/(кг⋅°C)

Для определения количества тепла, необходимого для нагрева воды, мы можем использовать следующую формулу: Q = mcΔT, где Q - количество тепла, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Подставляя значения, получаем: Q = (2 кг) * (4200 Дж/(кг⋅°C)) * (5 °C - 0 °C) = 42 000 Дж.

Парообразование воды:

Удельная теплота парообразования: L = 2 260 000 Дж/кг

Для определения количества тепла, необходимого для парообразования воды, мы можем использовать следующую формулу: Q = mL, где Q - количество тепла, m - масса воды, L - удельная теплота парообразования.

Подставляя значения, получаем: 42 000 Дж = m * 2 260 000 Дж/кг, m = 42 000 Дж / 2 260 000 Дж/кг ≈ 0,0186 кг.

Таким образом, масса водяного пара, необходимого для получения воды с температурой 5 °C, составляет примерно 0,0186 кг.