Question

В сосуде находится 2 кг льда при -50 градусов Цельсия . В сосуде или 2 Г водяного пара при 100 градусов Цельсия Что будет в сосуде после наступления теплового равновесия

Answer 1

Ты что, решаешь Ломоносовскую олимпиаду?

Answer 2

Для того чтобы определить, что произойдет в сосуде после наступления теплового равновесия, нужно учесть законы сохранения энергии и теплоты.

Первоначально у нас есть два состояния в сосуде:

1. 2 кг льда при температуре -50 градусов Цельсия.
2. 2 г водяного пара при температуре 100 градусов Цельсия.

Теплота будет переходить от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой до тех пор, пока не установится тепловое равновесие. Теплота, освобождаемая от водяного пара, будет использоваться для нагревания льда, приводя его к температуре плавления.

Температура плавления льда составляет 0 градусов Цельсия. Когда лед нагревается до этой температуры, он начинает плавиться, а для этого ему требуется определенное количество теплоты, называемое теплотой плавления. Теплота плавления для льда составляет около 334 кДж/кг.

Таким образом, 2 кг льда будет требоваться 334 кДж * 2 кг = 668 кДж теплоты для того, чтобы превратиться в воду при той же температуре.

Теперь рассмотрим количество теплоты, которое выделяется водяным паром при охлаждении до температуры плавления. При понижении температуры водяного пара до 0 градусов Цельсия он конденсируется в воду и выделяет определенное количество теплоты, также известное как теплота конденсации. Теплота конденсации для водяного пара при температуре 100 градусов Цельсия составляет около 2260 кДж/кг.

Таким образом, 2 г водяного пара освободят 2260 кДж * 2 г = 4520 кДж теплоты при конденсации в воду.

Теперь сравним количество теплоты, выделяемое водяным паром, с теплотой, необходимой для плавления льда:

4520 кДж > 668 кДж.

Таким образом, выделенной теплоты водяным паром будет достаточно для того, чтобы плавить все 2 кг льда. В результате после наступления теплового равновесия в сосуде будет находиться 2 кг воды при температуре 0 градусов Цельсия.