Похожие вопросы
2025-10-28 15:11:36
В сосуде, теплоёмкость которого 0.63 кДж/град, находится 0.5 л воды и 250 г льда при 0 °С. Какая установится температура после впуска в воду 90 г водяного пара при температуре 100 °С? Ответ округлите до целого.
Физика 11 класс Теплообмен Теплоёмкость сосуд вода лёд температура водяной пар 100 °С 0 °С расчет физика 11 класс Новый
2025-10-28 15:11:58
Для решения данной задачи мы будем использовать закон сохранения энергии. Вода, пар и лед будут обмениваться теплом, и в конечном итоге все они достигнут одной температуры.
Шаг 1: Определим начальные условия.
- Объем воды: 0.5 л → масса воды m_вода = 0.5 кг = 500 г.
- Масса льда: m_лед = 250 г.
- Масса водяного пара: m_пар = 90 г.
- Начальная температура льда и воды: T_нач = 0 °С.
- Температура водяного пара: T_пар = 100 °С.
Шаг 2: Найдем количество теплоты, которое передаст водяной пар.
- Когда пар конденсируется, он отдает тепло, равное: Q_пар = m_пар * L, где L - теплота конденсации водяного пара (L = 2260 Дж/г).
- Q_пар = 90 г * 2260 Дж/г = 203400 Дж.
Шаг 3: Найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда.
- Когда лед плавится, он поглощает тепло: Q_лед = m_лед * L_плавления, где L_плавления = 334 Дж/г.
- Q_лед = 250 г * 334 Дж/г = 83500 Дж.
Шаг 4: Найдем количество теплоты, необходимое для нагрева воды.
- После плавления льда, у нас будет 500 г + 250 г = 750 г воды.
- Теплота, необходимая для нагрева воды: Q_вода = m_вода * c * ΔT, где c = 4.18 Дж/(г·°С), ΔT = T_конечная - T_нач.
Шаг 5: Применим закон сохранения энергии.
Теплота, отданная паром, будет равна сумме теплоты, необходимой для плавления льда и нагрева воды:
Q_пар = Q_лед + Q_вода
203400 Дж = 83500 Дж + 750 г * 4.18 Дж/(г·°С) * (T_конечная - 0 °С)
Шаг 6: Подставим значения и решим уравнение.
203400 = 83500 + 750 * 4.18 * T_конечная
203400 - 83500 = 750 * 4.18 * T_конечная
119900 = 3135 * T_конечная
T_конечная = 119900 / 3135 ≈ 38.2 °С.
Шаг 7: Округлим до целого числа.
Таким образом, установится температура примерно 38 °С.
Ответ: 38 °С.