№30957

Экзамены с этой задачей:

Предмет и тема: Физика, Молекулярная физика и термодинамика, Термодинамика, испарение и кипение,

Задача в следующих классах: 8 класс

Сложность задачи : 3

Задача встречается в следующей книге: Кирик генденштейн 8 класс

Условие

Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы расплавить лед массой 2 кг, взятый при температуре \(-5^{\circ}C\), а полученную воду нагреть до кипения и 1 кг воды превратить в пар? КПД спиртовки 40 %.

Ответ

0.37

Решение № 30946:

Решение. Следует учесть, что если масса пара достаточно велика, то уже конденсация некоторой части пара приведет к повышению температуры в калориметре до \(100^{\circ}C\), поэтому оставшийся пар не будет конденсироваться. Проще всего сначала решать задачу, предполагая, что конденсируется весь пар; если подстановка числовых данных приведет к результату \(t< 100^{\circ}C\), то это подтвердит правильность предположения, а если получится, что \(t> 100^{\circ}C\), то предположение несправедливо, т. е. \(t=100^{\circ}C\). В случае а) из уравнения теплового баланса \(c_{в}m_{в}\left ( t-t_{в} \right )=m_{п}L+c_{в}m_{п}\left ( t_{п}-t \right )\) получим \(t=32^{\circ}C\), поэтому \(m=m_{в}+m_{п}\); в случае б) находим \(t=100^{\circ}C\). Вода получила от пара количество теплоты \(Q_{в}= c_{в}m_{в}\left ( t-t_{в} \right )\); следовательно, масса сконденсировавшегося водяного пара \(m_{к}=\frac{Q_{в}}{L}=\frac{c_{в}m_{в}\left ( t-t_{в} \right )}{L}\), а \(m=m_{в}+m_{к}\). Отсюда а) \(t=360^{\circ}C\), \(m=510 г\); б) \(t=1000^{\circ}C\), \(m=573 г\)