Question

В калориметр, содержащий воду при температуре кипения, бросили медный шар массой m=0,50 кг, температура которого t=500C. Вычислите массу испарившейся воды. Теплоемкостью калориметра пренебречь.

Answer 1

Q1=cm1(t2-t1)-тепло, которое отдал медный шар, с-уд.теплоем. меди (380 Дж/кг*К)

Q2=rm2-тепло, которое приняла вода, r-уд.тепл.парообр. воды (2,3*10^6 Дж/кг)

Q1=Q2, cm1(t2-t1)=rm2, отсюда m2=cm1(t2-t1)/r

Answer 2

Для решения задачи о теплопередаче используем уравнение теплового баланса:

\[Q_{\text{потерянное}} = Q_{\text{приобретенное}}.\]

Потери тепла медного шара, погруженного в воду, описываются уравнением:

\[Q_{\text{потерянное}} = mc\Delta T,\]

где: - \(m\) - масса медного шара, - \(c\) - удельная теплоемкость меди, - \(\Delta T\) - изменение температуры медного шара.

Приобретение тепла водой (испарение) описывается уравнением:

\[Q_{\text{приобретенное}} = ml,\]

где: - \(m\) - масса испарившейся воды, - \(l\) - удельная теплота испарения воды.

Из условия задачи известны следующие данные: - масса медного шара \(m = 0.50 \, \text{кг},\) - температура медного шара \(t = 50 \, ^\circ \text{C} = 50 \, \text{°C} = 323 \, \text{K} \, (\text{переводим в Кельвины}).\) - удельная теплоемкость меди \(c = 0.39 \, \text{кДж/кг}^\circ \text{C} = 390 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} \, (\text{переводим в Дж}).\) - удельная теплота испарения воды \(l = 2.25 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}.\)

Используем уравнение теплового баланса:

\[mc\Delta T = ml.\]

Разрешим уравнение относительно массы испарившейся воды \(m\):

\[m = \frac{mc\Delta T}{l}.\]

Подставим известные значения:

\[m = \frac{(0.50 \, \text{кг}) \cdot (390 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C}) \cdot (323 \, \text{K})}{2.25 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}}.\]

Рассчитаем это значение:

\[m \approx \frac{0.50 \cdot 390 \cdot 323}{2.25 \times 10^6} \, \text{кг}.\]

Теперь вычислим массу \(m\).