№33912

Экзамены с этой задачей:

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

Задача в следующих классах: 8 класс 9 класс

Сложность задачи : 3

Задача встречается в следующей книге: В.В. Дорофейчик 7-8 классы: сборник задач для подготовки к олимпиадам

Условие

В большой теплоизолированный сосуд помещают дробленый лед массой \(m_{1}=565\) г при температуре \(t_{1}=-20^{\circ}C\) и впускают водяной пар массой \(m_{2}=250\) г при температуре \(t_{2}=100^{\circ}C\). Сколько воды будет в сосуде после установления теплового равновесия? Удельная теплота плавления льда \(\lambda =3,3\cdot 10^{5}\frac{Дж}{кг}\). Удельная теплоемкость льда \(c_{1}=2,10\frac{кДж}{кг\cdot ^{\circ}C}\). Удельная теплоемкость воды \(c_{2}=4,20\frac{кДж}{кг\cdot ^{\circ}C}\). Удельная теплота парообразования воды \(L=2,26\frac{МДж}{кг}\). Теплоемкостью сосуда пренебречь.

Ответ

NaN

Решение № 33901:

Сначала следует установить фазовое состояние содержимого сосуда. Если сконденсируется весь пар, то выделится количество теплоты \(Q_{выд}=Lm_{2}=565\) кДж. Ha нагревание льда до температуры плавления \(t_{0}=0^{\circ}C\), его плавление и нагревание воды, полученной из льда, до температуры кипения требуется количество теплоты соответственно: \(Q_{1}=c_{1}m_{1}\left ( t_{0}-t_{1} \right )=23,73\) кДж, \(Q_{2}=\lambda m_{1}=186,45\) кДж, \(Q_{3}=c_{2}m_{1}\left ( t_{2}-t_{0} \right )=237,3\) кДж. Общее количество теплоты \(Q_{0}=Q_{1}+Q_{2}+Q_{3}=447,48 Дж< Q_{выд}\). Значит, сконденсируется не весь пар, а только его часть массой \(\Delta m=\frac{Q_{0}}{L}=198\) г. После установления теплового равновесия в сосуде будут находиться вода и пар при температуре \(t_{2}\). При этом масса воды будет \(m=m_{1}+\Delta m=763\) г.