Контрольные задания > В сосуде, теплоемкость которого равна 187 Дж/°C, находится 3 л воды и 1,2 кг льда при 0°C. Чтобы получить воду с температурой 14°C, в сосуд впускают водяной пар при 100°C. Рассчитай массу пара.
Вопрос:
В сосуде, теплоемкость которого равна 187 Дж/°C, находится 3 л воды и 1,2 кг льда при 0°C. Чтобы получить воду с температурой 14°C, в сосуд впускают водяной пар при 100°C. Рассчитай массу пара.
Ответ:
Рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды, плавления льда и нагрева получившейся смеси до 14°C. Затем выразим массу пара через количество теплоты, выделяемое паром. Решение:
1. Количество теплоты для нагрева воды: Q_вода = m_вода * c_вода * ΔT = 3 * 4200 * 14 = 176400 Дж.
2. Количество теплоты для плавления льда: Q_плавление_льда = m_лед * λ = 1.2 * 330000 = 396000 Дж.
3. Количество теплоты для нагрева получившейся воды: Q_нагрев_льда = m_лед * c_вода * ΔT = 1.2 * 4200 * 14 = 70560 Дж.
4. Количество теплоты для нагрева сосуда: Q_сосуд = C_сосуд * ΔT = 187 * 14 = 2618 Дж.
Суммарное количество теплоты: Q_общ = Q_вода + Q_плавление_льда + Q_нагрев_льда + Q_сосуд = 176400 + 396000 + 70560 + 2618 = 645578 Дж.
Масса пара: m_пара = Q_общ / L = 645578 / 2260000 ≈ 0.286 кг.
Ответ: 286 г.