Question

Железную деталь, разогретую до температуры 1000 °С, бросили в ведро, частично наполненное десятью литрами воды при 20 °С, после чего половина воды испарилась. Какова была масса детали? Теплообменом с другими телами пренебречь. Удельная теплота парообразования воды Lв = 2,3⋅106 Дж/кг, удельная теплоёмкость воды cв = 4200 Дж/(кг⋅°С), удельная теплоёмкость железа cж = 460 Дж/(кг⋅°С). Help me please ❤❤❤)​

Answer 1

Ответ:

36 кг получится

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Первоначально у нас есть железная деталь, разогретая до 1000 °C, и ведро с водой при 20 °C. Когда деталь бросают в воду, происходит процесс охлаждения детали и нагрева воды до единой температуры. После этого часть воды испаряется.

Давайте разделим задачу на две части:

1. Сначала найдем, сколько тепла передалось от железной детали к воде, чтобы достичь равновесия в температуре.

2. Затем найдем, сколько тепла ушло на испарение половины воды.

Поехали:

1. Найдем тепло, переданное от железной детали к воде:

   Q1 = масса_железа * cж * (1000 °C - Tf), где Tf - конечная температура, которую мы хотим найти.

   Давайте обозначим массу железа как mж и рассчитаем Tf:

   Q1 = mж * cж * (1000 °C - Tf)

2. Теперь найдем тепло, ушедшее на испарение половины воды:

   В начале у нас было 10 литров (10 кг) воды при 20 °C. Половина этой массы испарилась, так что у нас осталось 5 кг воды.

   Q2 = масса_воды * Lв, где Lв - удельная теплота парообразования воды.

   Q2 = 5 кг * 2.3 * 10^6 Дж/кг = 1.15 * 10^7 Дж

Теперь, согласно закону сохранения энергии, тепло, переданное от железной детали воде (Q1), равно теплу, ушедшему на испарение воды (Q2):

Q1 = Q2

mж * cж * (1000 °C - Tf) = 1.15 * 10^7 Дж

Теперь мы можем решить это уравнение относительно массы железной детали (mж):

mж = (1.15 * 10^7 Дж) / (cж * (1000 °C - Tf))

Теперь нам нужно найти Tf:

1000 °C - Tf = (1.15 * 10^7 Дж) / (mж * cж)

Теперь мы можем подставить значения и решить уравнение:

1000 °C - Tf = (1.15 * 10^7 Дж) / (mж * 460 Дж/(кг⋅°C))

Теперь найдем Tf:

Tf = 1000 °C - [(1.15 * 10^7 Дж) / (mж * 460 Дж/(кг⋅°C))]

Теперь у нас есть Tf, и мы можем рассчитать массу железной детали (mж).