В сосуде, теплоёмкость которого равна 195 Дж/°С, находится 1 л воды и 1,3 кг льда при 0°С. Чтобы получить воду с температурой 9 °С, в сосуд впускают водяной пар при 100 °С. Рассчитай массу пара.
(Удельная теплоёмкость воды с=4200Джкг⋅° С, удельная теплота парообразования =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг
ответ: 160г
Объяснение:
Дано:
t1=80°C
t2=50°C
m2=50г=0,05кг
t3=-15°C
t4=0°C
c1=4200Дж/кг°С
с2=2100Дж/кг°С
λ=330000Дж/кг
m3-?
1. Для того, чтобы нагреть лед от -15°С до 50°С необходимо следующее количество тепла:
Q2=c2*m2*(t4-t3)+λm+c1*m2*(t2-t4)=2100*0,05*(0+15)+330000*0,05+4200*0,05*(50-0)=1575+16500+10500=28575Дж
2. Это количество тепла отдала вода, охладившись до 50°. Найдем массу воды в колбе:
Q2=c2*m1*(t1-t2)
Отсюда m1=Q2/(c2*(t1-t2))=28575/(4200*(80-50)=0,23кг
Масса воды в колбе стала:
m4=m1+m2=0,23+0,05=0,28кг
Для того, чтобы охладить такое количество воды от 50°С до 0°С поглощается следующее количество тепла:
Q4=c2*m4*(t2-t4)=4200*0,28*(50-0)=58800Дж
Таким количеством тепла можно нагреть и расплавить лед следующей массы:
Q4=c2*m3*(t4-t3)+λm3.
Подставим значения и получим:
2100*m3*(0+15)+330000*m3=58800Дж
361500m3=58800
m3=0,16кг=160г