Какая масса воды выкипела из сосуда после того, как в него добавили 10 кг расплавленного свинца при его температуре
Какая масса воды выкипела из сосуда после того, как в него добавили 10 кг расплавленного свинца при его температуре плавления? Ответ представить в килограммах, округлив до десятых. Удельные теплоемкости воды и свинца соответственно равны 4200 Дж/кг·°C и 140 Дж/кг·°C. Температура плавления свинца составляет 327 °C, а температура кипения воды – 100 °C. Удельная теплота плавления свинца равна 25 кДж/кг, а удельная теплота парообразования воды – 2,3 МДж/кг. Пренебречь теплоемкостью сосуда и теплообменом с окружающей средой.
20.12.2023 19:21
1. Сначала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания свинца до его температуры плавления. Для этого воспользуемся формулой:
Q1 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры.
Q1 = 10 кг * 140 Дж/кг·°C * (327 °C - 0 °C) = 458 800 Дж.
2. Затем рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления свинца. Формула для этого расчета:
Q2 = масса * удельная теплота плавления.
Q2 = 10 кг * 25 кДж/кг = 250 000 Дж.
3. Далее, рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания воды до ее температуры кипения:
Q3 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры.
Q3 = масса * 4200 Дж/кг·°C * (100 °C - 0 °C).
4. Затем учтем теплоту парообразования воды:
Q4 = масса * удельная теплота парообразования воды.
Q4 = масса * 2,3 МДж/кг.
5. Общее количество теплоты, необходимое для нагрева, плавления свинца и испарения воды:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4.
6. Для определения массы испарившейся воды вычтем массу свинца из общей массы:
масса воды = общая масса - масса свинца.
7. Округлим полученную массу воды до десятых килограмма.
Например:
Общая масса = 15 кг.
Масса свинца = 10 кг.
Совет:
Чтобы лучше понять задачу, можно представить ее в виде последовательности событий, где каждое событие соответствует изменению состояния вещества (нагрев, плавление, испарение). Следите за соответствующими формулами и расчетами для каждого этапа.
Задача для проверки:
Как изменится ответ, если масса свинца будет равна 5 кг, а общая масса - 12 кг? Ответ округлить до десятых килограмма.