Question

Сколько водяного пара, температура которого 100 градусов, надо впустить в калориметр, в котором находится 150 г льда при температуре -20 градусов, что бы лед полностью растаял? (ответ: 21 г)

Answer 1

дано

Т=0 С

T1=100 C

L= 2.3*10^6 Дж/кг

C1=4200 Дж/кг*С

С2=2100 Дж/кг*С

λ = 3.4*10^5 Дж/кг

m2=150 г  -  можно не переводить в кг - на вычисления не влияет

Т2= -20 С

m1 -?

решение

по условию -лед полностью растаял-конечная температура процесса  Т=0 С

Q1 =C2*m2*(T-T2) - лед нагревается  - поглощает тепло

Q2 =λ*m2               - лед плавится - поглощает тепло

Q3 = - Lm1                - пар конденсируется - отдает тепло

Q4 =C1*m1*(T-T1) - вода остывает - отдает тепло

уравнение теплового баланса

Q1+Q2+Q3+Q4=0

C2*m2*(T-T2) + λ*m2 - Lm1 +C1*m1*(T-T1) = 0

m2 (C2*(T-T2) + λ) - m1 (L - C1*(T-T1) ) = 0

m2 (C2*(T-T2) + λ) =  m1 (L - C1*(T-T1) )

m1 = m2 (C2*(T-T2) + λ) / (L - C1*(T-T1) )

m1 = 150 (2100(0-(-20))+3.4*10^5) /  (2.3*10^6 -4200(0-100))= 21.066 =21 г

ответ 21 г