Пар WOT
На газовую плиту поставили сосуд, в котором находится 0,5 литра воды при
температуре +20 °С. В верхней части сосуда имеется ёмкость с 1 кг льда при
температуре (°C (см. рисунок). Пары воды могут выходить из сост, за, обтекая
емкость со льдом. Что и при какой температуре окажется в верхней ёмкости к
моменту, когда вся вода в сосуде испарится? Считать, что на нагревание ёмкости
расходуется 50 % теплоты, получаемой водой в сосуде. Испарением воды при
температуре ниже 100 °С, а также теплоемкостью стенок сосуда и ёмкости
пренебречь.
11
yobby
Отве.​

Добрый день!

Чтобы решить эту задачу, нам нужно разделить ее на несколько шагов.

Шаг 1. Определение теплоты, необходимой для испарения всей воды. Для этого воспользуемся формулой Q = m * L, где Q - теплота, m - масса вещества, L - удельная теплота испарения. Массу воды мы уже знаем - 0,5 литра, переведем ее в граммы, учитывая, что плотность воды равна 1 г/см³: m = 0,5 л * 1000 г/л = 500 г. Удельная теплота испарения воды равна 540 кал/г.

Теплота испарения воды: Q = 500 г * 540 кал/г = 270 000 кал.

Шаг 2. Расчет теплоты, получаемой водой в сосуде. Нам дано, что на нагревание ёмкости расходуется 50% теплоты, получаемой водой в сосуде. Значит, нам нужно найти половину от 270 000 кал: 270 000 кал * 0,5 = 135 000 кал.

Шаг 3. Определение, при какой температуре испарится вся вода. Для этого воспользуемся формулой Q = m * c * ΔT, где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Из шага 2 мы уже знаем, что теплота, получаемая водой в сосуде, равна 135 000 кал. Нам также дано, что теплоемкостью стенок сосуда и ёмкости пренебрегаем, поэтому в данном случае удельная теплоемкость будет равна удельной теплоемкости воды - 1 кал/г·°С. Изначальная температура воды +20 °С, а конечная температура будет ниже 100 °С, так как вода испарится до кипения.

Подставим все значения в формулу:

135 000 кал = 500 г * 1 кал/г·°С * (T - 20 °С), где T - конечная температура в °С.

Решим уравнение:

135 000 кал = 500 г * (T - 20 °С).

Выразим T:

T - 20 °С = 135 000 кал / 500 г = 270 °С.

Т = 270 °С + 20 °С = 290 °С.

Ответ: К моменту, когда вся вода в сосуде испарится, в верхней ёмкости окажется вода при температуре 290 °С.

Надеюсь, это решение понятно для вас. Если остались вопросы, пожалуйста, задавайте.