В сосуде, теплоёмкость которого равна 186 Дж/°C, находится 3 л воды и 1 кг льда при 0°C. Чтобы получить воду с температурой 7°C, в сосуд впускают водяной пар при 100°C. Определи массу пара. (Удельная теплоёмкость воды c = 4200 Джкг⋅°C, удельная теплота парообразования L = 2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ = 330000 Дж/кг.)

Мы можем использовать закон сохранения энергии для решения этой задачи. Сначала рассчитаем количество тепла, необходимого для нагревания воды и льда до 7°C.

Для нагревания воды используем формулу Q = mcΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры: Q_вода = m_воды * c_воды * ΔT_воды Q_вода = 3 * 1000 * 4200 * (7 - 0) = 88 200 000 Дж

Для нагревания льда до 0°C используем формулу Q = mL, где m - масса льда, L - удельная теплота плавления льда: Q_льду = m_льда * L_льда Q_льду = 1 * 1000 * 330000 = 330 000 000 Дж

Общее количество тепла для нагревания воды и плавления льда: Q_общее = Q_вода + Q_льду Q_общее = 88 200 000 + 330 000 000 = 418 200 000 Дж

Теперь рассчитаем массу пара, используя формулу Q = mL, где Q - общее количество тепла, L - удельная теплота парообразования, m - масса пара: Q_общее = m_пара * L_пара 418 200 000 = m_пара * 2260000 m_пара = 418 200 000 / 2260000 = 185 кг

Таким образом, масса пара, которую нужно впустить в сосуд, равна 185 кг.