Question

Смесь из 5кг льда и 10 кг воды при температуре 0 градусов Цельсия нужно нагреть до 80 градусов, путём пропускания пара температурой 100 градусов. Сколько пара (масса пара) потребуется?

Answer 1

Рассмотрим весь процесс поподробнее.
5 кг льда при теспературе 0 град. надо расплавить в воду температуры 0 град. потом вместе с имеющейся водой в 10 кг надо нагреть до 80 град.
Посчитаем сколько надо энергии для плавления льда и сколько для нагрева всей получившейся воды...

удельная теплота плавления 335 кДж на кг.
у нас есть 5 кг тогда...
335*5=1675 кДж надо для плавления льда.

Для нагрева кг воды на 1 град. надо 4.2 кДж
после плавления льда у нас получилось
5+10=15 кг воды.
нагреть ее нужно от 0 до 80 град. разница температур составляет 80 град. теперь узнаем сколько теплоты надо для нагрева
80*15*4.2=5040 кДж

Сложим все затраченное тепло
5040+1675=6715 кДж

Промежуточный итог:
Для нагрева смеси из 5 кг льда и 10 кг воды до 80 град. нам необходимо 6715 кДж теплоты.

Теперь найдем количество пара обладающего такой энергией.

Удельная теплоемкость пара равна 2 кДж на кг на град.

найдем теплоту пара при 100 град.
2*100=200

найдем массу пара обладающего 6715 кДж тепла

6715/200=33.575 кг пара

Ответ 33.575 кг пара необходимо...

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо использовать формулу теплового баланса:

Q1 + Q2 + Q3 = 0,

где Q1 - тепло, переданное льду для его плавления, Q2 - тепло, переданное воде для ее нагрева, Q3 - тепло, переданное пару для его конденсации.

Q1 = m1 * L1, где m1 - масса льда, L1 - удельная теплота плавления.

Q2 = m2 * C * (T2 - T1), где m2 - масса воды, C - удельная теплоемкость воды, T2 - конечная температура (80 градусов Цельсия), T1 - начальная температура (0 градусов Цельсия).

Q3 = m3 * L2, где m3 - масса пара, L2 - удельная теплота конденс