В сосуд с водой опущена трубка. По трубке через воду пропускают пар при температуре 100 °С. Вначале масса воды увеличивается, но в некоторый момент масса воды перестаёт…
В сосуд с водой опущена трубка. По трубке через воду пропускают пар при температуре 100 °С. Вначале масса воды увеличивается, но в некоторый момент масса воды перестаёт увеличиваться, хотя пар по-прежнему пропускают. Первоначальная масса воды 230 г, а её первоначальная температура 0 °С. На сколько увеличилась масса воды? Тепловыми потерями пренебречь.
Для решения данной задачи нам потребуется использовать закон об изменении энтальпии при фазовых переходах.
Когда пар проходит через воду, он конденсируется, отдаёт своё тепло воде и превращается в жидкость. При этом энтальпия пара уменьшается, а энтальпия жидкости увеличивается.
Известно, что при фазовом переходе 1 грамм пара отдаёт 2257 Дж тепла. Поскольку мы знаем, что масса воды увеличивается, то это значит, что 2257 Дж тепла было передано на каждый грамм пара, конденсирующегося в жидкость.
Имеем:
Масса воды: 230 г Тепло, которое отдаёт 1 грамм пара: 2257 Дж
Поскольку масса воды перестала увеличиваться, это означает, что всё предоставленное пару тепло было использовано для нагревания только воды и приведено в тепловое равновесие.
Следовательно, увеличение воды в массе равно энергии, полученной от конденсации пара:
Увеличение массы воды = 2257 Дж/г * 230 г = 518210 Дж
Таким образом, масса воды увеличилась на 518210 Дж.
