Сосуд, содержащий 30 кг воды при 0 °С, вводится 1,85 кг водяного пара, имеющего температуру 100 °С, вследствие чего температура воды становится равной 37 °С. Найдите удельную теплоту парообразования воды.

Для решения данной задачи можно воспользоваться формулой:

Q = m * c * ΔT

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Первым делом найдем количество теплоты, которое передало пару воду при погружении в сосуд.

Q1 = m1 * c1 * ΔT1

где m1 - масса парообразованной воды, c1 - удельная теплоемкость воды, ΔT1 - изменение температуры пара (100 °C - 0 °C).

Q1 = 1,85 кг * 4186 Дж/кг*°C * (100 °C - 0 °C) = 771 010 Дж

Теплота, полученная паром, ушла на нагревание сосуда с водой.

Q2 = m2 * c2 * ΔT2

где m2 - масса воды, c2 - удельная теплоемкость воды, ΔT2 - изменение температуры воды (37 °C - 0 °C).

Q2 = 30 кг * 4186 Дж/кг*°C * (37 °C - 0 °C) = 4 923 240 Дж

Так как теплота переходит от пара к воде, то выполняется условие:

Q1 = Q2

771 010 Дж = 4 923 240 Дж

Теперь найдем удельную теплоту парообразования воды:

L = Q1 / m1

L = 771 010 Дж / 1,85 кг ≈ 416 756 Дж/кг