Question

У посудину, що містить 5 кг води при 20 °С, кидають шматок сталі масою 10 кг, нагрітий до 500 °С. Вода нагрівається до 100 °С, і частина її перетворюється в пару. Знайдіть масу пари, що утворилася. Питома теплоємність води 4200 Дж/кгꞏК, питома теплота пароутворення 2,3ꞏ106Дж/кг, питома теплоємність сталі 500 Дж/кгꞏК​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Mn=0.14 кг

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі використовуємо принцип збереження енергії.

Спочатку розрахуємо тепло, яке передається воді. Для цього використовується формула:

Q = m * c * ΔT,

де Q - тепло, m - маса, c - питома теплоємність, ΔT - зміна температури.

Тепло, яке передається воді від сталі, буде дорівнювати теплу, яке сталь втрачає:

Q_сталь = -Q_вода.

Для сталі ми використовуємо ту ж саму формулу:

Q_сталь = m_сталь * c_сталь * ΔT_сталь,

де m_сталь - маса сталі, c_сталь - питома теплоємність сталі, ΔT_сталь - зміна температури сталі.

Також, частина води перетворюється в пару, тому треба врахувати теплоту пароутворення:

Q_пара = m_пара * L,

де m_пара - маса пари, L - питома теплота пароутворення.

Всі ці тепла зберігаються:

Q_сталь + Q_вода = Q_пара.

Тепер замінимо ці формули на числові значення і розрахуємо масу пари:

m_сталь * c_сталь * ΔT_сталь + m_вода * c_вода * ΔT_вода = m_пара * L.

Відомо, що:

m_сталь = 10 кг, c_сталь = 500 Дж/(кг·К), ΔT_сталь = 500 °С - 20 °С = 480 °С, m_вода = 5 кг, c_вода = 4200 Дж/(кг·К), ΔT_вода = 100 °С - 20 °С = 80 °С, L = 2,3 · 10^6 Дж/кг.

Підставимо ці значення:

10 кг * 500 Дж/(кг·К) * 480 °С + 5 кг * 4200 Дж/(кг·К) * 80 °С = m_пара * 2,3 · 10^6 Дж/кг.

Розрахуємо:

2400000 Дж + 1680000 Дж = m_пара * 2,3 · 10^6 Дж/кг.

4080000 Дж = m_пара * 2,3 · 10^6 Дж/кг.

m_пара = 4080000 Дж / (2,3 · 10^6 Дж/кг).

m_пара ≈ 1,77 кг.

Отже, маса утвореної пари становить близько 1,77 кг.