Какая масса воды испаряется при погружении раскалённой подковы массой 350 г в сосуд с водой, уже нагретой до кипения
Какая масса воды испаряется при погружении раскалённой подковы массой 350 г в сосуд с водой, уже нагретой до кипения (1100 °C)? Ответ необходимо выразить в граммах, учитывая, что удельная теплоёмкость железа составляет 460 Дж/(кг · °C), а удельная теплота парообразования воды равна 2,3 · 106 Дж/кг.
05.12.2023 13:22
Пояснение:
Для решения данной задачи необходимо вычислить количество теплоты, которое поглощается подводой от раскалённой подковы, а затем определить массу испарившейся воды.
Шаг 1: Вычисляем количество поглощаемой теплоты
Определим количество теплоты, которое поглощает вода для нагрева подковы из комнатной температуры до 1100 °C:
Q1 = масса подковы × удельная теплоёмкость железа × изменение температуры подковы
Q1 = 350 г × 460 Дж/(кг · °C) × (1100 °C - 25 °C)
Шаг 2: Вычисляем массу испарившейся воды
Для подводы, нагретой до кипения, количество теплоты, необходимое для испарения 1 г воды, называется удельной теплотой парообразования:
Q2 = 2,3 × 10^6 Дж/кг
Узнаем массу испарившейся воды, используя следующее соотношение:
Q1 = масса испарившейся воды × удельная теплота парообразования
Масса испарившейся воды = Q1 / удельная теплота парообразования
Например:
Дано: масса подковы = 350 г, удельная теплоёмкость железа = 460 Дж/(кг · °C), изменение температуры подковы = 1100 °C - 25 °C, удельная теплота парообразования = 2,3 × 10^6 Дж/кг
Q1 = 350 г × 460 Дж/(кг · °C) × (1100 °C - 25 °C)
Q2 = 2,3 × 10^6 Дж/кг
Масса испарившейся воды = Q1 / Q2
Совет:
Для упрощения расчётов, всегда обращайте внимание на единицы измерения. В данной задаче они различны для массы, теплоёмкости и теплоты парообразования, поэтому важно привести их к одним и тем же единицам перед вычислениями.
Закрепляющее упражнение:
Если масса подковы составляет 500 г, а изменение температуры подковы - 800 °C, вычислите массу испарившейся воды, используя те же значения удельной теплоёмкости железа и удельной теплоты парообразования, что и в предыдущем примере.