Question

В сосуд, содержащий 2.8 л воды, при 20°С бросили кусок стали, массой 3 кг, при температуре 460°С. Вода нагрелась до 60°С, и часть её испарилась. Сколько воды испарилость?

Answer 1

..............................

Answer 2

Решение:

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. При этом, мы можем предположить, что тепло, выделяющееся от стали, полностью передается воде.

Для начала, найдем количество тепла, выделяющееся от стали при охлаждении с 460°C до 60°C. Для этого воспользуемся формулой:

q = m * c * ΔT

где: - q - количество тепла - m - масса стали - c - удельная теплоемкость стали - ΔT - изменение температуры

Удельная теплоемкость стали можно принять равной 0,5 Дж/(г°C).

Теперь найдем количество тепла, необходимое для нагрева воды с 20°C до 60°C. Для этого воспользуемся формулой:

q = m * c * ΔT

где: - q - количество тепла - m - масса воды - c - удельная теплоемкость воды - ΔT - изменение температуры

Удельная теплоемкость воды можно принять равной 4,18 Дж/(г°C).

Теперь найдем массу воды, которая испарилась. Для этого воспользуемся формулой:

m = q / ΔH

где: - m - масса испарившейся воды - q - количество тепла, необходимое для испарения воды - ΔH - удельная теплота испарения воды

Удельная теплота испарения воды можно принять равной 2260 Дж/г.

Теперь, используя найденные значения, мы можем решить задачу.

Решение:

1. Найдем количество тепла, выделяющееся от стали при охлаждении с 460°C до 60°C:

q1 = m1 * c1 * ΔT1

Подставляем значения:

q1 = 3 кг * 0,5 Дж/(г°C) * (460°C - 60°C)

q1 = 3 кг * 0,5 Дж/(г°C) * 400°C

q1 = 600 Дж/°C * 400°C

q1 = 240000 Дж

2. Найдем количество тепла, необходимое для нагрева воды с 20°C до 60°C:

q2 = m2 * c2 * ΔT2

Подставляем значения:

q2 = 2,8 л * 1000 г/л * 4,18 Дж/(г°C) * (60°C - 20°C)

q2 = 2,8 кг * 4,18 Дж/(г°C) * 40°C

q2 = 1168,96 Дж/°C * 40°C

q2 = 46758,4 Дж

3. Найдем массу испарившейся воды:

m = q2 / ΔH

Подставляем значения:

m = 46758,4 Дж / 2260 Дж/г

m ≈ 20,67 г

Ответ: При данном процессе испарилось примерно 20,67 г воды.