В ОТВЕТЕ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ДЕСЯТЫЕ В калориметре смешали 120 г льда при температуре –5 ℃ и 50 г пара при температуре 100 ℃. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг⋅℃), удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг⋅℃). Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг. Удельная теплота парообразования воды 2300 кДж/кг. Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь.
Какая температура (в градусах Цельсия) установилась в системе после установления теплового равновесия? ответ округлите до десятых.

Вода, полученная от таяния льда нагреется до 100°С и на это уйдет энергия от части сконденсировавшегося пара. В калориметре будет 100°С. Вода + оставшаяся часть пара. Какая, нас не спрашивают.

Тепло нужное, чтобы нагреть лед до нуля, расплавить и полученную воду нагреть до 100°С меньше, чем тепло от конденсации пара. Значит он не весь превратится в воду при 100°С. Можно подсчитать, сколько грамм пара останется, еще одно небольшое действие.

ответ: 100°С.

В системе установилась температура 100°С

Объяснение:

m₁ = 120 г = 0,12 кг

t₁ = -5°C

t₂ = 0°C

c₁ = 2100 Дж/(кг⋅℃)

λ₁ = 330  кДж/кг = 330 000 Дж/кг

m₂ = 50 г = 0,05 кг

r₂ = 2300 кДж/кг = 2300 000 Дж/кг

t₃ = 100°C

с₂ = 4200  Дж/(кг⋅℃)

t₄ - ? - температура теплового равновесия

Энергия, отданная паром при превращении его в воду

Q₁ = m₂ · r₂ = 0.05 · 2 300 000 = 115 000 (Дж)

Энергия, отданная водой, в которую превратился пар, при  охлаждении её до температуры теплового баланса

Q₂ = c₂ · m₂ (t₃ - t₄) = 4200 · 0,05 · (100 - t₄) = 21 000 - 210t₄

Энергия, затраченная на нагревание льда до температуры плавления

Q₃ = с₁ · m₁ (t₂ - t₁) = 2100 · 0.12 · (0 + 5) = 1260 (Дж)

Энергия, затраченная на плавление льда

Q₄ = λ₁· m₁ = 330 000 · 0,12 = 39 600 (Дж)

Энергия, затраченная на нагревание воды, полученной изо льда до температуры теплового баланса

Q₅ =  с₂ · m₁ (t₄ - t₂) = 4200 · 0,12 · (t₄ - 0) = 504t₄

Уравнение теплового баланса

Q₁ + Q₂ = Q₃ + Q₄ + Q₅

115 000 + 21 000 - 210t₄ = 1260 + 39 600 +  504t₄

714 t₄ = 95 140

t₄ ≈ 133.2°С

Этого не может быть, поэтому делаем вывод, что в результате вода изо льда нагрелась до температуры  t₄ = 100°С,  и только часть пара массой m превратилась в воду и температура теплового баланса равна t₄ = 100°С

Это значит, что часть пара массой m превратилось в воду

Энергия, отданная паром при превращении его в воду

Q₁ = m · r₂ = 2 300 000m

Q₂ = 0

Q₃ =  1260 Дж

Q₄ = 39 600 Дж

Q₅ = 504t₄ = 50 400 Дж

Уравнение теплового баланса

Q₁  = Q₃ + Q₄ + Q₅

2 300 000m = 1260 + 39 600 +  50 400

2 300 000m = 91 260

m ≈ 0.0397 кг или ≈ 40 г

Получается, что только 40 г пара превратились в воду и этого хватило для нагревания и плавления льда и нагрева воды, полученной изо льда до температуры 100 °С