Сосуд содержит 2 л воды и лед при общей температуре 0 °С. После введения 380 г водяного пара при температуре 100 °С лед растаял и вся вода нагрелась до 70 °С

Решение к задаче по физике представлено в виде картинки и приложено к ответу

Хорошо, давайте разберем эту задачу.

Итак, у нас есть сосуд, в котором изначально находится 2 литра воды и лед при температуре 0 °С. Мы подводим 380 грамм водяного пара при температуре 100 °С, в результате которого лед растаял и вся вода нагрелась до 70 °С.

Для начала, найдем количество теплоты, которое нужно, чтобы растопить весь лед в сосуде. Для этого воспользуемся формулой:

Q = m * L,

где Q - теплота, m - масса вещества, L - удельная теплота плавления.

Удельная теплота плавления воды равна 334 кДж/кг или 334,000 Дж/г. Так как у нас только 2 литра воды и лед, алгоритм работы преподавателем должен охватывать следующие действия:

1. Найдите массу льда. Это делается, умножая плотность воды (1 г/мл) на объем льда (2 литра), чтобы получить массу в граммах.

m_ice = плотность_воды * объем_льда

2. Посчитайте количество теплоты, которое нужно, чтобы растопить весь лед. Это делается умножением массы льда на удельную теплоту плавления воды.

Q_melting = m_ice * L_melting

3. Найдите количество теплоты, которое отдает водяной пар, чтобы нагреть воду с 0 °С до 70 °С. Это можно сделать с помощью формулы:

Q_heating = m_vapor * c_vapor * (T_final - T_initial)

где m_vapor - масса водяного пара, c_vapor - удельная теплоемкость водяного пара, T_final - конечная температура воды, T_initial - начальная температура воды.

4. Сложите количество теплоты, необходимое для растопления льда, и количество теплоты, переданное водяным паром, чтобы найти общее количество теплоты в системе.

Total_Q = Q_melting + Q_heating

5. Найдите массу воды, чтобы узнать, сколько льда растаяло. Это произойдет при температуре 0 °С, поэтому мы можем использовать удельную теплоту плавления воды для расчета массы.

m_water = Total_Q / L_melting

6. Вычтите массу растопившегося льда из общей массы воды и льда, чтобы найти массу воды после растапливания льда.

m_water_final = m_water_initial - m_ice

Теперь у нас есть все необходимые значения, чтобы ответить на вопрос задачи "Сколько льда растаяло и какая масса воды осталась после этого?"