Question

Помогите пожалуйста В сосуде, теплоёмкость которого равна 189 Дж/°С, находится 2 л воды и 0,9 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 15 °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).Ответ (округли до целого числа): г.​

Answer 1

Ответ:

184

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=15°C-0°C=15°C.

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

λm₂ - плавление льда, где λ=330000 Дж/кг; m₂=0,9 кг.

с₁m₂Δt₁ - нагрев получившейся воды.

Q₁=сΔt₁+c₁m₁Δt₁+λm₂+с₁m₂Δt₁=189·15+4200·2·15+330000·0,9+4200·0,9·15=2835+126000+297000+56700=482535 Дж

Lm₃ - парообразование, где m₃ - масса пара.

с₁m₃Δt₂ - охлаждение воды, где Δt₂=100°C-15°C=85°C.

Q₂=Lm₃+с₁m₃Δt₂=m₃(L+c₁Δt₂)

482535=m₃(2260000+4200·85)

m₃=482535/2617000

m₃≈0,184 кг ≈ 184 г

Answer 2

Решение:

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Тепло, выделяемое при конденсации пара и охлаждении воды и льда, должно быть равно теплу, поглощаемому водой и льдом для нагрева до заданной температуры.

Давайте разобьем задачу на несколько шагов:

Шаг 1: Найдем количество тепла, поглощаемого водой для нагрева от 0°C до 15°C.

Тепло, поглощаемое водой, можно вычислить с помощью формулы:

Q = m * c * ΔT,

где: Q - количество тепла, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

В данном случае, масса воды равна 2 литрам (или 2 кг), удельная теплоемкость воды c = 4200 Дж/(кг*°C), а изменение температуры ΔT = 15°C - 0°C = 15°C.

Подставляя значения в формулу, получаем:

Q_воды = 2 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * 15°C = 126000 Дж.

Шаг 2: Найдем количество тепла, поглощаемого льдом для плавления.

Тепло, поглощаемое льдом для плавления, можно вычислить с помощью формулы:

Q = m * λ,

где: Q - количество тепла, m - масса льда, λ - удельная теплота плавления льда.

В данном случае, масса льда равна 0.9 кг, а удельная теплота плавления льда λ = 330000 Дж/кг.

Подставляя значения в формулу, получаем:

Q_льда = 0.9 кг * 330000 Дж/кг = 297000 Дж.

Шаг 3: Найдем количество тепла, выделяемого при конденсации пара.

Тепло, выделяемое при конденсации пара, можно вычислить с помощью формулы:

Q = m * L,

где: Q - количество тепла, m - масса пара, L - удельная теплота парообразования.

Мы должны найти массу пара, поэтому перепишем формулу:

m = Q / L.

В данном случае, температура пара равна 100°C, а удельная теплота парообразования L = 2260000 Дж/кг.

Подставляя значения в формулу, получаем:

m_пара = Q_воды / L = 126000 Дж / 2260000 Дж/кг ≈ 0.056 кг.

Ответ: Масса пара, необходимого для нагрева воды и льда до 15°C, составляет примерно 0.056 кг.