Question

В калориметре находится снег массой m = 0.272 кг с удельной теплотой плавления λ = 330 кДж/кг при температуре t1 = 0 градусов. Для того,чтобы в калориметре образовалась вода (удельная теплоёмкость с = 4,2 кДж/(кг*К)) при той же температуре , нужно в него впустить пар (удельная теплота парообразования L = 2,3 МДж/ кг) при температуре t2 = 100 градусов массой ...... кг. P.S. нужно найти массу пара !

Answer 1

При конденсации пара выделяется тепло, равное $Q _{1}=Lm_{1}$ m1 - масса пара
Для плавления снега нужно количество теплоты, равного $Q_{2}=$λm2 - m2 - масса снега
Для нагревания воды (в нашем случае полный переход снега в жидкость) Q3=cmΔt 
Из условия по закону сохранения энергии Qпара=Qснега+Qводы:
Lm1=λm2+cm2Δt, отсюда получаем
m1=(λm2+cm2Δt)/L
Масса впущенного пара 39 грамм. 

Answer 2

Для решения данной задачи используем закон сохранения энергии.

Пусть масса пара, которую нужно впустить в калориметр, равна m2 кг. Тогда по условию:

Масса снега, m1 = 0.272 кг Теплота плавления снега, λ = 330 кДж/кг Температура снега, t1 = 0 градусов Удельная теплоемкость воды, с = 4.2 кДж/(кг*К) Удельная теплота парообразования, l = 2.3 МДж/кг Температура пара, t2 = 100 градусов

Сначала рассчитаем количество теплоты, которое выделяется при плавлении снега:

Q1 = m1 * λ

Затем рассчитаем количество теплоты, которое необходимо для нагревания получившейся воды до температуры t2:

Q2 = m1 * с * (t2 - t1)

Наконец, найдем количество теплоты, которое нужно для парообразования:

Q3 = m2 * l

Так как теплота является сохраняющейся величиной, то сумма этих теплот должна быть равна нулю:

Q1 + Q2 + Q3 = 0

Подставив выражения для Q1, Q2 и Q3 и решив полученное уравнение относительно m2, найдем массу пара:

m2 = - (Q1 + Q2) / l

m2 = - (m1 * λ + m1 * с * (t2 - t1)) / l m2 = - (0.272 * 330 + 0.272 * 4.2 * (100 - 0)) / (2.3 * 10^6)

Вычислив эту формулу, получим значение массы пара, которую нужно впустить в калориметр.