В калориметр опускают железный шар массой 0,8 кг, в котором находится вода при температуре кипения 100 °C. Температура железного шара равна 574 °С. Определи массу испарившейся…

Чтобы определить массу испарившейся воды, нам нужно рассмотреть теплообмен между железным шаром и водой в калориметре.

1. Рассчитаем количество тепла, которое отдает железный шар при охлаждении с 574 °C до 100 °C:

   Формула для вычисления количества тепла: \[ Q = mc\Delta T \] где:

   • \( m \) - масса шара (0,8 кг),
   • \( c \) - удельная теплоёмкость железа (460 Дж/кг °C),
   • \( \Delta T \) - изменение температуры (574 °C - 100 °C = 474 °C).

   Подставим значения в формулу: \[ Q = 0.8 \, \text{кг} \cdot 460 \, \text{Дж/кг °C} \cdot 474 \, \text{°C} \] \[ Q = 0.8 \cdot 460 \cdot 474 \] \[ Q = 174,336 \, \text{Дж} \]

2. Рассчитаем массу испарившейся воды.

   Количество тепла, необходимое для испарения определённой массы воды, рассчитывается по формуле: \[ Q = m_{\text{вода}}L \] где:

   • \( m_{\text{вода}} \) - масса испарившейся воды,
   • \( L \) - удельная теплота парообразования (2,260,000 Дж/кг).

   Из этой формулы выразим массу испарившейся воды: \[ m_{\text{вода}} = \frac{Q}{L} \] Подставим найденное ранее количество тепла и значение удельной теплоты парообразования: \[ m_{\text{вода}} = \frac{174336 \, \text{Дж}}{2260000 \, \text{Дж/кг}} \] \[ m_{\text{вода}} \approx 0.0771 \, \text{кг} \]

Таким образом, масса испарившейся воды составляет приблизительно 0.077 кг или 77.1 г.