Всосуде, теплоёмкость которого равна 203 дж/°с, находится 2 л воды и 1,1 кг льда при 0°с. чтобы получить воду с температурой 5 °с, в сосуд впускают водяной пар при 100 °с. найди массу пара. (удельная теплоёмкость воды с=4200джкг⋅° с, удельная теплота парообразования l =226 дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=33 дж/кг).
1) Q = mcΔt, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, Δt - изменение температуры.
2) Q = mL, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота плавления/парообразования.
Шаг 1: Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды до 5 °С.
m_воды = V_воды * плотность_воды
m_воды = 2 л * 1000 г/л
m_воды = 2000 г
Δt_воды = 5 °С - 0 °С
Q_воды = m_воды * c_воды * Δt_воды
Q_воды = 2000 г * 4200 Дж/(кг·°С) * 5 °С
Q_воды = 42000000 Дж
Шаг 2: Найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда.
m_льда = 1,1 кг
Q_льда = m_льда * λ_льда
Q_льда = 1,1 кг * 33 Дж/кг
Q_льда = 36,3 Дж
Шаг 3: Найдем количество теплоты, необходимое для превращения пара в воду.
Q_пара = m_пара * L_пара
Q_пара = m_пара * 226 Дж/кг
Шаг 4: Сложим все найденные количества теплоты.
Q_сумм = Q_воды + Q_льда + Q_пара
Q_сумм = 42000000 Дж + 36,3 Дж + m_пара * 226 Дж/кг
Шаг 5: Найдем массу пара.
m_пара * 226 Дж/кг = Q_сумм - 42000000 Дж - 36,3 Дж
m_пара = (Q_сумм - 42000000 Дж - 36,3 Дж) / 226 Дж/кг
Подставляем значения и вычисляем:
m_пара = (Q_сумм - 42000000 Дж - 36,3 Дж) / 226 Дж/кг
m_пара = (42000000 Дж + 36,3 Дж) / 226 Дж/кг - 42000000 Дж / 226 Дж/кг
m_пара = 4200036,5 Дж / 226 Дж/кг - 185840 Дж/кг
m_пара ≈ 185.837,5 кг
Итак, масса пара, необходимого для получения воды с температурой 5 °С, составляет примерно 185,8375 кг.