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 Дж/кг⋅°C, удельная теплота парообразования L = 2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ = 330000 Дж/кг.) 8 класс Физика

Для определения массы пара, необходимой для нагрева воды и льда до 7°C, можно использовать закон сохранения энергии. Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагрева 3 л воды до 7°C:

Q_вода = m_воды * c_воды * ΔT_воды = 3 кг * 4200 Дж/кг⋅°C * (7°C - 0°C) = 88200 Дж

Затем найдем количество теплоты, необходимое для плавления 1 кг льда при 0°C:

Q_льду = m_льда * λ_льда = 1 кг * 330000 Дж/кг = 330000 Дж

Общее количество теплоты, необходимое для нагрева воды и льда до 7°C, будет равно:

Q_общ = Q_вода + Q_льду = 88200 Дж + 330000 Дж = 418200 Дж

Теплота, выделяющаяся при конденсации 1 кг водяного пара при 100°C, равна его удельной теплоте парообразования:

Q_пар = L_пар = 2260000 Дж/кг

Теперь, зная, что получаемое количество теплоты равно выделяющемуся, можем посчитать массу пара следующим образом:

Q_общ = m_пар * Q_пар

m_пар = Q_общ / Q_пар = 418200 Дж / 2260000 Дж/кг ≈ 0.185 кг (или 185 г)

Таким образом, масса пара, необходимого для достижения температуры 7°C, составляет около 0.185 кг (или 185 г).