Смесь, состоящую из 5 кг льда и 15 кг воды, находящихся в тепловом равновесии, необходимо нагреть до 80 °С, используя количество теплоты, выделившееся при конденсации водяного пара, взятого при температуре 100 °С. а) Найдите количество теплоты, необходимое для нагревания воды. б) Найдите количество теплоты, необходимое для плавления льда и нагревания образовавшейся из него воды. в) Найдите необходимую массу водяного пара.

дано

1-лед

2-вода

3-пар

m1=5 кг

m2=15 кг

Т12 =0 С

Т =80 С

Т3 = 100 С

с2 =4200 Дж/кг*С

λ1=3.4*10^5 Дж/кг

L3=2.3*10^6 Дж/кг

найти

m3 - ?

решение

ПОГЛОЩЕНИЕ ТЕПЛА

лед плавится Q1=m1λ1

вода из льда нагревается Q2=m1c2(T-T12)

вода не из льда нагревается Q3=m2c2(T-T12)

ОТДАЧА ТЕПЛА

пар конденсируется Q4 = - m3L3

вода из пара остывает Q5 = - m3c2(T3-T)

уравнение теплового баланса

Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 = 0

m1λ1+m1c2(T-T12)+m2c2(T-T12) - m3L3 - m3c2(T3-T) =0

m1(λ1+c2(T-T12))+m2c2(T-T12) - m3(L3 + c2(T3-T)) =0

m1(λ1+c2(T-T12))+m2c2(T-T12) = m3(L3 + c2(T3-T))

m3 = (  m1(λ1+c2(T-T12))+m2c2(T-T12)  ) / (L3 + c2(T3-T))

m3 = (  5(3.4*10^5+4200(80 -0))+15*4200(80 -0)  ) / (2.3*10^6 + 4200(100-80))=

    =  3.53 кг

ОТВЕТ  3.53 кг

Объяснение: