Question

ПОМОГИТЕ ПО ФИЗИКЕ ДАЮ 55 БАЛЛОВ!!!!!!! 1. Вода массой 4,6 кг нагревается от 20 °C до 100 °С и часть её обращается в пар, если в неё бросить кусок стали массой 10 кг, нагретый до 500 с. Найдите массу образовавшегося пара.

Answer 1

Ответ:

Масса образовавшегося пара ≈ 130 г

Объяснение:

m₁ = 4.6 кг

t₁ = 20 °C

t₂ = 100 °C

c₁ = 4200 Дж·кг⁻¹·К⁻¹ - удельная теплоёмкость воды

r₁ = 2.26·10⁶ Дж·кг⁻¹ - удельная теплота парообразования воды

m₂ = 10 кг

t₃ = 500 °C

c₂ = 460 Дж·кг⁻¹·К⁻¹ - удельная теплоёмкость стали

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

m₃ - ? - масса пара

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

Уравнение теплового баланса : энергия, затраченная на нагревание воды и образование пара, равна энергии, отданной сталью при охлаждении.

с₁ · m₁ · (t₂ - t₁) + m₃ · r₁ = c₂ · m₂ (t₃ - t₂)

откуда

$m_3 = \dfrac{c_2\cdot m_2\cdot (t_3 - t_2)- c_1 \cdot m_1\cdot (t_2 - t_1)}{r_1} = \\\\ =\dfrac{460\cdot 10\cdot (500 - 100)- 4200 \cdot 4.6\cdot (100 - 20)}{2.26\cdot 10^6} \approx 0.13~(kg) = 130~(g)$

Answer 2

Для решения этой задачи сначала найдем, сколько тепла потребуется для нагрева воды и превращения её в пар. Затем мы используем закон сохранения энергии, чтобы найти массу образовавшегося пара.

1. Начнем с нахождения тепла, необходимого для нагрева воды с 20 °C до 100 °C. Для этого воспользуемся уравнением:

   Q1 = m1 * c1 * ΔT1

   Где: Q1 - тепло, масса образующейся пара. m1 - масса воды, равная 4,6 кг. c1 - удельная теплоемкость воды, приближенно равная 4,186 Дж/(г·°C). ΔT1 - изменение температуры, равное 100 °C - 20 °C = 80 °C.

   Подставим значения и найдем Q1:

   Q1 = 4.6 кг * 4186 Дж/(г·°C) * 80 °C = 1567936 Дж

2. Теперь найдем тепло, необходимое для нагрева стали с 20 °C до 500 °C:

   Q2 = m2 * c2 * ΔT2

   Где: m2 - масса стали, равная 10 кг. c2 - удельная теплоемкость стали, приближенно равная 0,46 Дж/(г·°C). ΔT2 - изменение температуры, равное 500 °C - 20 °C = 480 °C.

   Подставим значения и найдем Q2:

   Q2 = 10 кг * 0.46 Дж/(г·°C) * 480 °C = 22080 Дж

3. Теперь, чтобы образовался пар, необходимо, чтобы тепло от стали превратилось в тепло пара. Тепло, необходимое для превращения 1 кг стали в пар, называется теплотой испарения. Для воды теплота испарения составляет приближенно 2260 кДж/кг.

   Q3 = m3 * L

   Где: Q3 - тепло, необходимое для превращения стали в пар. m3 - масса стали, равная 10 кг. L - теплота испарения воды, равная 2260 кДж/кг.

   Подставим значения и найдем Q3:

   Q3 = 10 кг * 2260 кДж/кг = 22600 Дж

4. Теперь можем найти общее тепло, необходимое для нагрева воды и превращения её в пар:

   Q_общ = Q1 + Q2 + Q3 = 1567936 Дж + 22080 Дж + 22600 Дж = 1615616 Дж

5. По закону сохранения энергии, это общее тепло равно теплу, необходимому для нагрева и превращения образовавшегося пара:

   Q_общ = m_пара * L

   Где: m_пара - масса образовавшегося пара (что мы хотим найти). L - теплота испарения воды, равная 2260 кДж/кг.

   Теперь подставим значения и найдем массу образовавшегося пара:

   m_пара = Q_общ / L = 1615616 Дж / 2260 кДж/кг = 714,28 кг

Таким образом, масса образовавшегося пара составляет приближенно 714,28 кг.