Question

Кусок алюминия массой 537г, нагретый до 200°С, опустили в воду массой 400г при температуре 16°С. Вода нагрелась до температуры 50°С и частично испарилась. Определить массу испарившейся воды.

Answer 1

с1= 920 Дж/(кг·К) - алюминия

с2 = 4200 Дж/(кг·К) - вода

удельная теплота парообразования воды при температуре кипения (tk = 100 °С) равна r = 2,26 МДж/кг.

т1 = 537 г

t1= 200 °С

т2 = 400 г

t2 = 16 °С

t= 50 °С

Найти т3-?

 

т3 = (c1*m1(t1-t)-c2*m2(t-t2))/(c2(tк-t)+r)=(920*(537/1000)*(200-50)-4200*(400/1000)*(50-16))/(4200*(100-50)+2260000=0.006877кг =6,88 г

 

Ответ: масса испарившейся воды 6,88 г

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии и закон сохранения массы. Давайте разберемся подробнее.

Изначальные данные:

Масса алюминиевого куска: 537 г Температура алюминиевого куска: 200°C Масса воды: 400 г Температура воды: 16°C Температура конечной смеси: 50°C

Шаг 1: Расчет теплового энергопотока

Сначала мы можем рассчитать количество теплоты, выделяющейся при охлаждении алюминия и нагреве воды.

Для алюминия используем формулу: Q1 = m1 * c1 * ΔT1,

где: m1 - масса алюминия, c1 - удельная теплоемкость алюминия (0.897 J/g°C), ΔT1 - изменение температуры алюминия (200°C - 50°C).

Q1 = 537 г * 0.897 J/g°C * (200°C - 50°C) = 537 г * 0.897 J/g°C * 150°C = 72,254.55 J.

Для воды используем формулу: Q2 = m2 * c2 * ΔT2,

где: m2 - масса воды, c2 - удельная теплоемкость воды (4.186 J/g°C), ΔT2 - изменение температуры воды (50°C - 16°C).

Q2 = 400 г * 4.186 J/g°C * (50°C - 16°C) = 400 г * 4.186 J/g°C * 34°C = 56,227.36 J.

Шаг 2: Расчет массы испарившейся воды

Теперь мы можем использовать закон сохранения энергии, чтобы найти массу испарившейся воды.

Из закона сохранения энергии, сумма теплоты, выделяемой алюминием и поглощаемой водой, должна быть равна теплоте, необходимой для испарения воды.

Q1 + Q2 = Q3,

где: Q1 - количество теплоты, выделяемое алюминием, Q2 - количество теплоты, поглощаемое водой, Q3 - количество теплоты, необходимое для испарения воды.

Q3 = m3 * Hv,

где: m3 - масса испарившейся воды, Hv - удельная теплота испарения воды (2260 J/g).

Теперь мы можем записать уравнение:

Q1 + Q2 = m3 * Hv.

m3 = (Q1 + Q2) / Hv.

m3 = (72,254.55 J + 56,227.36 J) / 2260 J/g.

m3 = 128,481.91 J / 2260 J/g.

m3 = 56.86 г.

Ответ:

Масса испарившейся воды составляет 56.86 г.