Question

калометр, где было 0,5 воды, впусти 20 г водяного пара при 100 С. какой была начальная температура воды, если конечная температура в калометре 50 С

Answer 1

калометр - это то, что кал меряет?

 

Если там заменить на калориметр, то получится:

 

пар выделил теплоту при конденсации 20г*2250 кДж/кг=0,02*2250=45 кДж

 

Далее нагрев 0,5кг воды с температуры t1 будет происходить за счет этой теплоты и теплоты, выделяющейся от охлаждения 20г только что конденсировавшейся воды от 100 до 50 градусов. Рассчитаем сколько это:

0,02*4200*(100-50)=4200 Дж = 4,2 кДж

Всего на нагрев 0,5 кг воды пойдет 45+4,2=49,2 кДж

 

Узнаем на сколько градусов нагрелась эта вода:

49,2/(0,5*4,2)=23,4 градуса

значит первоначальная температура была:

50-23,4=26,6 градусов по Цельсию

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать закон сохранения энергии. Первоначальная энергия калориметра с водой равна энергии после добавления водяного пара при 100°C. Энергия выражается как сумма теплоемкостей и изменение температуры:

Q начальное = Q конечное

Давайте обозначим массу воды как m_воды, начальную температуру воды как T_начальная, конечную температуру как T_конечная и массу водяного пара как m_пара.

Сначала найдем тепло, переданное от водяного пара к воде:

Q_пара = m_пара * c_пара * (T_конечная - T_начальная)

Где c_пара - удельная теплоемкость водяного пара (2.03 Дж/г°C), T_начальная - начальная температура воды (которую мы хотим найти), T_конечная - конечная температура (50°C), m_пара - масса водяного пара (20 г).

Теперь найдем тепло, переданное от воды:

Q_вода = m_воды * c_вода * (T_конечная - T_начальная_воды)

Где c_вода - удельная теплоемкость воды (4.18 Дж/г°C), T_начальная_воды - начальная температура воды (которую мы также хотим найти).

Исходя из закона сохранения энергии, мы можем утверждать, что Q_пара = Q_вода.

Теперь подставим значения и решим уравнение:

m_пара * c_пара * (T_конечная - T_начальная) = m_воды * c_вода * (T_конечная - T_начальная_воды)

(20 г) * (2.03 Дж/г°C) * (50°C - T_начальная) = (0.5 г) * (4.18 Дж/г°C) * (50°C - T_начальная_воды)

Теперь мы можем решить это уравнение для T_начальной:

40.6 * (50 - T_начальная) = 2.09 * (50 - T_начальная_воды)

2043 - 40.6 * T_начальная = 104.5 - 2.09 * T_начальная_воды

40.6 * T_начальная + 2.09 * T_начальная_воды = 1938.5

Теперь у нас есть два уравнения с двумя неизвестными T_начальная и T_начальная_воды. Мы можем решить их как систему уравнений. Однако для полной уверенности в ответе нам нужно знать массу воды m_воды и начальную температуру T_начальная_воды. Если у вас есть эти данные, то можно решить систему уравнений.