Медный закрытый сосуд массой 1,5 кг содержит 10 кг льда при температуре -10˚с. в сосуд впускают водяной пар при температуре 100˚с,при этом в сосуде устанавливается температура 35˚с. чему равна масса пара, введённого в сосуд? удельная теплоёмкость льда равна 2,1*10^3 дж/(кг*к); удельная теплоёмкость меди – 380 дж/(кг*к).
1. Для начала, найдем количество теплоты, которое понадобится, чтобы нагреть лед до температуры плавления (0°C):
Количество теплоты, Q_лед = масса_льда * удельная_теплоемкость_льда * изменение_температуры
= 10 кг * 2,1 * 10^3 дж/(кг*к) * (0 - (-10) °C)
= 10 кг * 2,1 * 10^3 дж/(кг*к) * 10 °C
= 210 * 10^3 дж
2. Затем, найдем количество теплоты, которое понадобится, чтобы нагреть медь из начальной температуры до температуры в сосуде (35°C):
Количество теплоты, Q_медь = масса_меди * удельная_теплоемкость_меди * изменение_температуры
= 1,5 кг * 380 дж/(кг*к) * (35 - (-10) °C)
= 1,5 кг * 380 дж/(кг*к) * 45 °C
= 28 350 дж
3. Теперь, найдем количество теплоты, которое получил водяной пар:
Количество теплоты, полученное паром, Q_пара = Q_лед + Q_медь
= 210 * 10^3 дж + 28 350 дж
= 238 350 дж
4. Поскольку энергия уходит на испарение воды при 100°C, то количество теплоты, введенное в сосуд на испарение воды, можно найти по формуле:
Q_парализации = масса_пара * удельная_теплота_испарения_воды
где удельная_теплота_испарения_воды равна 2,26 * 10^6 дж/кг.
5. Теперь, найдем массу пара, введенного в сосуд:
масса_пара = Q_парализации / удельная_теплота_испарения_воды
= 238 350 дж / 2,26 * 10^6 дж/кг
≈ 0,1056 кг
Ответ: масса пара, введенного в сосуд, примерно равна 0,1056 кг.