Question

1. Вода массой 4,6 кг нагревается от 20 °C до 100 °С и часть её обращается
в пар, если в неё бросить кусок стали массой 10 кг, нагретый до 500 с.
Найдите массу образовавшегося пара.

Answer 1

Масса образовавшегося пара ≈ 130 г

Объяснение:

m₁ = 4.6 кг

t₁ = 20 °C

t₂ = 100 °C

c₁ = 4200 Дж·кг⁻¹·К⁻¹ - удельная теплоёмкость воды

r₁ = 2.26·10⁶ Дж·кг⁻¹ - удельная теплота парообразования воды

m₂ = 10 кг

t₃ = 500 °C

c₂ = 460 Дж·кг⁻¹·К⁻¹ - удельная теплоёмкость стали

--------------------------------

m₃ - ? - масса пара

-------------------------------

Уравнение теплового баланса : энергия, затраченная на нагревание воды и образование пара, равна энергии, отданной сталью при охлаждении.

с₁ · m₁ · (t₂ - t₁) + m₃ · r₁ = c₂ · m₂ (t₃ - t₂)

откуда

$m_3 = \dfrac{c_2\cdot m_2\cdot (t_3 - t_2)- c_1 \cdot m_1\cdot (t_2 - t_1)}{r_1} = \\\\ =\dfrac{460\cdot 10\cdot (500 - 100)- 4200 \cdot 4.6\cdot (100 - 20)}{2.26\cdot 10^6} \approx 0.13~(kg) = 130~(g)$