Question

в сосуде находится лед массой 1 кг при температуре 0 С. Для того, чтобы температура в сосуде после установления теплового равновесия стала равна 12 С в него запускают пар при 100 С. Определите массу пара. Количеством теплоты, требующимся на нагревание сосуда, пренебречь.

Answer 1

1.Когда запустили пар пошел процесс плавления льда Q=-λm

2.После как лед растаял образовалась вода и идет процесс нагревание воды Q=cm(t2-t1)
3.Конденсация Пара Q=Lm

Пишем уравнение теплового баланса

Q1+Q2-Q3=0
λm1+cm1(t2-t1)-Lm3=0

Согласна что масса воды будет равна массе льда находящейся в воде
Надо найти m3

Перенесем Lm3 В правую часть с знаком +
λm1+cm1(t2-t1)=Lm3

$m3 = \frac{λm1 + cm(t2 - t1)}{l}$
Подставь числа и реши

Answer 2

Для решения этой задачи, можно использовать закон сохранения энергии.

Когда лед и пар достигнут теплового равновесия, они обменяются теплом так, что их конечные температуры будут одинаковыми. Теплота, которая перейдет от пара к льду, будет равна теплоте, которая передана от льда к пару.

Для льда можно использовать уравнение теплопередачи:

Q_лед = m_лед * c_лед * ΔT_лед

где: Q_лед - теплота, переданная льду (в джоулях) m_лед - масса льда (1 кг) c_лед - удельная теплоемкость льда (примем около 2100 Дж/(кг·°C)) ΔT_лед - изменение температуры льда (12°C - 0°C)

Q_лед = 1 кг * 2100 Дж/(кг·°C) * 12°C = 25200 Дж

Теплота, переданная пару, также может быть выражена аналогичным уравнением:

Q_пар = m_пар * c_пар * ΔT_пар

где: Q_пар - теплота, переданная пару (в джоулях) m_пар - масса пара (что мы хотим найти) c_пар - удельная теплоемкость пара (примем около 2010 Дж/(кг·°C)) ΔT_пар - изменение температуры пара (12°C - 100°C)

Q_пар = m_пар * 2010 Дж/(кг·°C) * (-88°C) = -177480 мкДж

Обратите внимание, что знак теплоты у пара отрицательный, так как его температура снижается.

Теперь, используя закон сохранения энергии:

Q_лед = Q_пар

25200 Дж = -177480 мкДж

Теперь найдем массу пара:

m_пар = -177480 мкДж / (2010 Дж/(кг·°C) * (-88°C)) ≈ 0.9917 кг

Таким образом, масса пара, необходимая для нагревания льда до 12°C, составляет около 0.9917 кг.