в сосуд содержащий лёд массой 300 г при температуре 0 градусов впустили водяной пар массой 200 г с температурой 100 градусов Определите температуру устанавливающиеся в системе потерями тепла пренебречь

≈25,4 г

Объяснение:

Ре­ше­ние.

Окон­ча­тель­ная тем­пе­ра­ту­ра по­ло­жи­тель­на, зна­чит, весь лед рас­пла­вил­ся, и вся по­лу­чив­ша­я­ся вода на­гре­лась.

При этом пар кон­ден­си­ро­вал­ся и по­лу­чен­ная вода осты­ла. С уче­том этого за­пи­шем урав­не­ние теп­ло­во­го ба­лан­са:

Q_пол = Q_отд рав­но­силь­но

рав­но­силь­но m_1\lambda плюс (m_1 плюс m_2)с(t_2 минус t_1)=m_3\tau плюс m_3c(t_3 минус t_2),

и вы­ра­зим от­сю­да массу пара:

m_3= дробь, чис­ли­тель — m_1\lambda плюс (m_1 плюс m_2)с(t_2 минус t_1), зна­ме­на­тель — \tau плюс c(t_3 минус t_2) .

Здесь Qпол и Qотд — по­лу­чен­ная и от­дан­ная теп­ло­та со­от­вет­ствен­но, m1, m2, m3 — массы льда, воды, пара со­от­вет­ствен­но, λ — удель­ная теп­ло­та плав­ле­ния льда, c — удель­ная теп­ло­ем­кость воды, τ — удель­ная теп­ло­та па­ро­об­ра­зо­ва­ния, t2 — ко­неч­ная тем­пе­ра­ту­ра, t1 — ис­ход­ная тем­пе­ра­ту­ра смеси лед-вода, t3 — тем­пе­ра­ту­ра пара.

Пе­ре­ве­дя грам­мы в ки­ло­грам­мы и под­став­ляя дан­ные за­да­чи и таб­лич­ные дан­ные, по­лу­ча­ем:

m_3= дробь, чис­ли­тель — 3,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 5 умно­жить на 0,04 плюс 0,64 умно­жить на 4200 умно­жить на 20, зна­ме­на­тель — 2,3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 6 плюс 4200 умно­жить на 80 =

=0,0254кг = 25,4 г.

Добрый день! С удовольствием помогу вам решить вашу задачу.

Для начала, нам нужно понять, что происходит при смешении льда и водяного пара. Когда лёд попадает в контакт с водяным паром, тепло передаётся из более горячей вещества (водяного пара) в более холодное (лед) до тех пор, пока система не достигнет равновесия и температур не уравняются.

У нас есть два объекта – лёд и водяной пар, и известны их массы и начальные температуры. Мы полагаем, что потерь тепла нет, поэтому энергия остаётся в системе. Также мы предполагаем, что вся вода получившаяся после таяния льда остаётся в жидком состоянии.

Чтобы найти установившуюся температуру системы, мы можем использовать закон сохранения энергии. Сначала найдем количество теплоты, отданный водяным паром, и количество теплоты, поглощенное льдом, а затем уравняем их.

Количество теплоты, отданное водяным паром, можно найти с помощью уравнения:

Q1 = m1 * c1 * ΔT1,

где Q1 - количество теплоты, m1 - масса водяного пара, c1 - удельная теплоемкость водяного пара, ΔT1 - изменение температуры водяного пара.

Масса водяного пара, как указано в задаче, составляет 200 г. Удельная теплоемкость водяного пара также должна быть известна, но в данной задаче не указана. Поэтому мы делаем предположение, что данная величина равна удельной теплоемкости воды.

Количество теплоты, поглощенное льдом, можно найти с помощью уравнения:

Q2 = m2 * L,

где Q2 - количество теплоты, m2 - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.

Масса льда, у нас равна 300 г. Удельная теплота плавления льда представляет собой количество энергии, необходимое для изменения состояния льда на воду без изменения температуры, и равна 334 Дж/г.

Теперь, когда мы знаем как найти количество теплоты для каждого объекта, мы можем уравнять их:

Q1 = Q2.

Заменим значения и получим:

m1 * c1 * ΔT1 = m2 * L.

Теперь подставим известные значения:

200 г * c1 * (100 °C - T) = 300 г * 334 Дж/г,

где T - искомая установившаяся температура системы.

Теперь решим уравнение относительно T и найдем ее.

200 г * c1 * 100 °C - 200 г * c1 * T = 300 г * 334 Дж/г.

200 г * c1 * 100 °C = 200 г * c1 * T + 300 г * 334 Дж/г.

200 г * c1 * T = 200 г * c1 * 100 °C - 300 г * 334 Дж/г.

T = (200 г * c1 * 100 °C - 300 г * 334 Дж/г) / (200 г * c1).

Таким образом, чтобы найти искомую температуру, нам нужно знать значение удельной теплоемкости водяного пара, а также провести расчет, подставив известные значения в данное уравнение.

Надеюсь, что эта информация дала вам подробное понимание решения задачи. Если у вас есть ещё какие-либо вопросы, с удовольствием помогу вам с ними.