Question

У посудину, що містить 5 кг води при 20 °С, кидають шматок сталі масою 10 кг, нагрітий до 500 °С. Вода нагрівається до 100 °С, і частина її перетворюється в пару. Знайдіть масу пари, що утворилася. Питома теплоємність води 4200 Дж/кгꞏК, питома теплота пароутворення 2,3ꞏ106 Дж/кг, питома теплоємність сталі 500 Дж/кгꞏК. *

Answer 1

Ответ:

140 г

Объяснение:

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі спочатку визначимо кількість тепла, яку отримує вода та сталь, коли сталь нагрівається до температури пароутворення води, а потім коли вода нагрівається і переходить в пару.

1. Спочатку розглянемо процес нагрівання сталі:

Маса сталі (m1) = 10 кг Початкова температура сталі (T1) = 500 °C Кінцева температура сталі (T2) = 100 °C Питома теплоємність сталі (c1) = 500 Дж/(кг∙°C)

Кількість тепла (Q1), яку отримує сталь при нагріванні, обчислюється за формулою:

Q1 = m1 * c1 * (T2 - T1)

Q1 = 10 кг * 500 Дж/(кг∙°C) * (100 °C - 500 °C) Q1 = 10,000 Дж

2. Тепер розглянемо процес нагрівання води:

Маса води (m2) = 5 кг Початкова температура води (T1) = 20 °C Кінцева температура води (T2) = 100 °C Питома теплоємність води (c2) = 4200 Дж/(кг∙°C)

Кількість тепла (Q2), яку отримує вода при нагріванні, обчислюється за формулою:

Q2 = m2 * c2 * (T2 - T1)

Q2 = 5 кг * 4200 Дж/(кг∙°C) * (100 °C - 20 °C) Q2 = 2,100,000 Дж

Тепер ми знаємо кількість тепла, яке отримується сталлю (Q1) та водою (Q2). Щоб знайти масу пари, яка утворилася, нам потрібно врахувати питому теплоту пароутворення води (L) і її вплив на утворення пари.

Питома теплота пароутворення води (L) = 2.3 * 10^6 Дж/кг

Маса утвореної пари (m3) обчислюється за формулою:

Q3 = m3 * L

Також, ми знаємо, що тепло, яке відбирається від води під час конденсації пари (переходу з пари в рідку фазу), дорівнює кількості тепла, яке отримується від води при нагріванні (Q2). Тобто:

Q3 = Q2

Тепер ми можемо обчислити масу пари (m3):

m3 = Q2 / L

m3 = 2,100,000 Дж / (2.3 * 10^6 Дж/кг) m3 ≈ 0.913 кг

Отже, маса пари, яка утворилася, при нагріванні сталі до 100 °C і води до 100 °C, становить приблизно 0.913 кг.