В сосуде, теплоёмкость которого равна 189 Дж/°С, находится 2 л воды и 0,9 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 15 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Найди массу пара.
(Удельная теплоёмкость воды с=4200Джкг⋅° С, удельная теплота парообразования L =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг).
ответ (округли до целого числа):
г.
184
Объяснение:
Тепловой баланс: Q₁=Q₂,
Q₁ - количество теплоты, которую забрал сосуд, вода и лёд;
Q₂ - количество теплоты, которая выделилась после конденсации пара и охлаждения воды.
сΔt₁ - нагрев сосуда, где Δt₁=15°C-0°C=15°C.
c₁m₁Δt₁ - нагрев воды, где с₁=4200 Дж/кг·°С; m₁=2 л.
λm₂ - плавление льда, где λ=330000 Дж/кг; m₂=0,9 кг.
с₁m₂Δt₁ - нагрев получившейся воды.
Q₁=сΔt₁+c₁m₁Δt₁+λm₂+с₁m₂Δt₁=189·15+4200·2·15+330000·0,9+4200·0,9·15=2835+126000+297000+56700=482535 Дж
Lm₃ - парообразование, где m₃ - масса пара.
с₁m₃Δt₂ - охлаждение воды, где Δt₂=100°C-15°C=85°C.
Q₂=Lm₃+с₁m₃Δt₂=m₃(L+c₁Δt₂)
482535=m₃(2260000+4200·85)
m₃=482535/2617000
m₃≈0,184 кг ≈ 184 г