Question

к сосуду в котором 2 л воды при 20 градусах было подведено 1050 кДж теплоты пренабрегая теплоёмкости сосуда определите массу пара образовавшегося при кипении воды

Answer 1

Для решения этой задачи, нам нужно использовать уравнение теплового баланса, которое учитывает потери тепла на нагревание сосуда и образование пара. Предположим, что сосуд остается закрытым, и вся выделяющаяся теплота идет на нагревание воды и образование пара.

Пусть: m - масса пара, которая образовалась при кипении воды (в килограммах), C_воды - удельная теплоемкость воды (приближенно 4186 Дж/(кг°C)), C_пара - удельная теплоемкость пара (приближенно 2010 Дж/(кг°C)), T_нач - начальная температура воды в сосуде (20°C), T_кип - температура кипения воды (приближенно 100°C), Q - выделившаяся теплота при кипении (1050 кДж = 1050 * 1000 Дж).

При нагревании воды от начальной температуры до температуры кипения, выделяется теплота: Q_нагрев = m * C_воды * (T_кип - T_нач).

При превращении воды в пар, выделяется теплота: Q_пар = m * C_пара * (T_кип - T_нач).

По условию задачи, вся эта теплота составляет 1050 кДж: Q_нагрев + Q_пар = 1050 * 1000 Дж.

Теперь решим уравнение для m: m * C_воды * (T_кип - T_нач) + m * C_пара * (T_кип - T_нач) = 1050 * 1000 Дж, m * (C_воды + C_пара) * (T_кип - T_нач) = 1050 * 1000 Дж, m = (1050 * 1000 Дж) / ((C_воды + C_пара) * (T_кип - T_нач)).

Подставим известные значения: m = (1050 * 1000 Дж) / ((4186 Дж/(кг°C) + 2010 Дж/(кг°C)) * (100°C - 20°C)).

Теперь рассчитаем m: m = (1050 * 1000 Дж) / ((4186 + 2010) * 80) ≈ 1050 * 1000 Дж / (6196 * 80) ≈ 0.1697 кг.

Таким образом, масса образовавшегося пара при кипении воды составляет примерно 0.1697 кг.