Question

В теплоизолированном сосуде находится 130г льда при температуре 0С. Сколько воды окажется в калориметре после того как через лёд пропустят пар темп 100С и весь лёд растает?

Answer 1

Пар растапливает лёд и превращается воду с t=0 градусов Цельсия  

с=4200 Дж/кг*С  

L=335000 Дж/кг  

λ=2250000 Дж/кг  

m1=0,1 кг  

 

Q=m1*L  

Q=m2*(λ +c*100)  

m1*L=m2*(λ +c*100)  

m2=m1*L/(λ +c*100)  

m=m1+m2=m1 +m1*L/(λ +c*100)=0,1125 кг - столько воды окажется в калориметре

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать принцип сохранения энергии. Когда пар с температурой 100°C проходит через лед, он начинает нагревать лед до точки плавления (0°C), а затем растаивает лед, и дальше теплота начинает нагревать воду до той же температуры. Мы можем использовать уравнение:

Q_пар = Q_лед + Q_вода

где: Q_пар - количество теплоты, переданное пару, Q_лед - количество теплоты, необходимое для нагревания и растапливания льда, Q_вода - количество теплоты, необходимое для нагревания воды.

Для начала найдем Q_лед. Чтобы растопить лед, нам нужно добавить теплоту плавления льда. Теплота плавления льда составляет около 333.55 Дж/г. Поэтому:

Q_лед = масса льда * теплота плавления льда Q_лед = 130 г * 333.55 Дж/г = 43321.5 Дж

Теперь найдем Q_вода. Для этого мы используем уравнение:

Q_вода = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры

Масса воды можно найти как разницу между начальной массой воды и массой льда:

Масса воды = начальная масса воды - масса льда Масса воды = (130 г + масса воды) - 130 г Масса воды = масса воды

Теперь мы можем выразить Q_вода:

Q_вода = масса воды * удельная теплоемкость воды * изменение температуры

Изменение температуры будет равно разнице между конечной температурой (0°C) и начальной температурой (100°C):

Изменение температуры = 0°C - 100°C = -100°C

Теперь мы можем вычислить Q_вода:

Q_вода = масса воды * удельная теплоемкость воды * (-100°C)

Мы знаем, что удельная теплоемкость воды составляет приблизительно 4.18 Дж/(г°C). Подставим это значение:

Q_вода = масса воды * 4.18 Дж/(г°C) * (-100°C)

Теперь у нас есть выражение для Q_вода. Мы знаем, что Q_пар = Q_лед + Q_вода. Подставляя значения, мы получим:

Q_пар = 43321.5 Дж + (масса воды * 4.18 Дж/(г°C) * (-100°C))

Теперь мы можем решить это уравнение относительно массы воды:

масса воды = (Q_пар - 43321.5 Дж) / (4.18 Дж/(г°C) * (-100°C))

Вычислим это:

масса воды = (Q_пар - 43321.5 Дж) / (-418 Дж/г)

Теперь вычислим массу воды:

масса воды = (Q_пар - 43321.5 Дж) / (-418 Дж/г) масса воды = (Q_пар - 43321.5 Дж) / (-418 Дж/г) масса воды ≈ (43321.5 Дж - 43321.5 Дж) / (-418 Дж/г) масса воды ≈ 0 г

Таким образом, после того, как пар с температурой 100°C пройдет через лед и растопит его, в калориметре не останется воды, она полностью перейдет в пар.