Question

Вкалориметр, где уже был 1 кг льда при температуре -10°с, запустили некоторое количество пара при температуре кипения. когда установилось равновесие, в калориметре находилась смесь воды и льда. оцените, сколько пара могли запустить в калориметр. (удельная теплоемкость воды: 4200дж/кг°с, удельная теплоемкость льда: 2100дж/кг°с, удельная теплота плавления льда: 335кдж/кг, удельная теплота парообразования: 2,26мдж/кг). примечание: необходимо найти границы массы пара: максимально и минимально допустимые значения.

Answer 1

В калориметр, где уже был 1 кг льда при температуре -10°С, запустили некоторое количество пара при температуре кипения. Когда установилось равновесие, в калориметре находилась смесь воды и льда. Оцените, сколько пара могли запустить в калориметр. (Удельная теплоемкость воды: 4200Дж/кг°С, удельная теплоемкость льда: 2100Дж/кг°С, удельная теплота плавления льда: 335кДж/кг, удельная теплота парообразования: 2,26МДж/кг). Примечание: необходимо найти границы массы пара:  максимально и минимально допустимые значения. 

Лед и вода могут находится в состоянии теплового равновесия если t2=0C
1) найдем минимальное количество пара для нагревания льда до  0C

Q1=с1*m1*(t2-t1)   t2=0   t1=-10
Q1=L*m+ c*m*(t3-t2)   t3=100 C
m= c1*m1*(t2-t1)/(L+c*Δt)=2100*1*10/(2,26*10^6 +4200*100)=0,783*10^-3 кг

2) максимальное количество пара потребуется если весь лед нагреется до 0 С и расплавится

Q2=Q1+л*m=2100*1*10 +335*10^3*1=356*10^3 Дж
M=Q2/(L+c*Δt)=356*10^3/2,68*10^6=132,83*10^-3 кг (максимальная масса пара)

ответ        0.783 г < m  <132,83 г

проверьте вычисления сами

Answer 2

M*c_л*(T1-T0)=M1*L+M1*(T2-T1)*с_в
M1-минимальное количество пара

m*c_л*(T1-T0)+m*q=M2*L+M2*(T2-T1)*с_в
M2-максимальное  количество пара

M1=m*c_л*(T1-T0)/(L+(T2-T1)*с_в)=
=1*2100*10/(2,26*10^6+100*4200)= 0,007836 кг
M2=m*c_л*((T1-T0)+q)/(L+(T2-T1)*с_в)=
=1*(2100*10+335000)/(2,26*10^6+100*4200)= 0,132836 кг

ответ от 7,8 до 132,8 гр