Question

В сосуде, теплоёмкость которого равна 192 Дж/°С, находится 2 л воды и 0,8 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 8 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Рассчитай 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:

Всё тепло от конденсации пара и его охлаждения идёт на нагревание сосуда,воды и льда и затем его плавления

Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Q1=C1*Δt=199*(14-0)=2786 Дж

Q2=c2*m2*Δt=c2*p2*V2*Δt2=4200*1000*0.002*(14-0)=117 600 Дж

Q3=λ3*m3=330 000*1.2=396 000 Дж

Q4=c2*m3*Δt=4200*1.2*(14-0)=70560 Дж (удельная теплоемкость воды, потому что лёд растаял)

Q=2786+117600+396000+70560=586 946 Дж

Q5+Q6=Q

Q5=L5*m5

Q6=c5*m5*Δt5

L5*m5+c5*m5*Δt5=Q

m5*(L5+c5*Δt5)=Q

m5=586 946/ (2 260 000+4200*(100-14))=586 946/2 621 200=0.223 кг

или 223 г

Answer 2

Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. Поскольку мы хотим получить воду с температурой 8 °C, нам нужно вычислить, сколько тепла потребуется, чтобы нагреть лед и воду до этой температуры, а также сколько тепла будет выделено при конденсации водяного пара.

Давайте разделим решение на несколько шагов:

1. Найдем количество тепла, которое нужно, чтобы нагреть лед при 0 °C до воды при 8 °C: Q1 = масса_льда * удельная_теплота_плавления Q1 = 0.8 кг * 330000 Дж/кг = 264000 Дж

2. Найдем количество тепла, которое нужно, чтобы нагреть воду при 0 °C до воды при 8 °C: Q2 = масса_воды * удельная_теплоемкость_воды * изменение_температуры Q2 = 2 л * 1000 г/л * 4200 Дж/(кг·°C) * (8 °C - 0 °C) = 672000 Дж

3. Всего нам нужно Q1 + Q2 тепла, чтобы нагреть лед и воду до 8 °C: Q_total = Q1 + Q2 = 264000 Дж + 672000 Дж = 936000 Дж

4. Теперь нам нужно найти массу пара, которая выделит эту энергию при конденсации. Используем удельную теплоту парообразования: Q_condensation = масса_пара * удельная_теплота_парообразования

5. Подставим Q_total и удельную теплоту парообразования в уравнение: 936000 Дж = масса_пара * 2260000 Дж/кг

6. Решим это уравнение относительно массы пара: масса_пара = 936000 Дж / (2260000 Дж/кг) ≈ 0.4143 кг

Итак, масса водяного пара, которую нужно ввести в сосуд, составляет примерно 0.4143 кг.