Какая масса водяного пара была впущена в сосуд, если его окончательная температура составила +20 градусов? В сосуде

Тема: Расчет массы водяного пара

Разъяснение: Для решения данной задачи необходимо использовать законы сохранения массы и энергии. Сначала найдем общую массу системы до впускания водяного пара. Она равна сумме массы льда и массы воды: 40 г + 600 г = 640 г. Затем, будучи впущенным в сосуд, водяной пар нагревается до окончательной температуры +20 градусов. Для расчета массы водяного пара используем уравнение состояния вещества. Начнем с нахождения энергии, которую поглотил лед, чтобы превратиться в воду:

Qлед = mлед * Lлед

где Qлед - поглощенная энергия льда, mлед - масса льда, Lлед - удельный теплота плавления льда (333 Дж/г). Подставляем известные значения:

Qлед = 40 г * 333 Дж/г = 13 320 Дж

Затем найдем энергию, которую поглотила вода, чтобы нагреться от 0 градусов до 100 градусов:

Qвода = mвода * cвода * ΔT

где Qвода - поглощенная энергия воды, mвода - масса воды, cвода - удельная теплоемкость воды (4,18 Дж/г˚С), ΔT - изменение температуры. Подставляем известные значения:

Qвода = 600 г * 4,18 Дж/г˚С * (100 градусов - 0 градусов) = 251 400 Дж

Теперь мы можем найти массу водяного пара, зная, что вся энергия, поглощенная веществами, равна энергии парообразования:

Qпар = mпар * Hпар

где Qпар - поглощенная энергия пара, mпар - масса пара, Hпар - удельная теплота парообразования (2260 Дж/г). Подставляем известные значения:

Qпар = (13 320 Дж + 251 400 Дж) = mпар * 2260 Дж/г

mпар = (13 320 Дж + 251 400 Дж) / 2260 Дж/г ≈ 121,55 г

Таким образом, масса водяного пара, впущенного в сосуд, составляет примерно 121,55 грамма.

Демонстрация: Найдите массу водяного пара, впущенного в сосуд, если его окончательная температура составила +20 градусов. В сосуде находится смесь льда и воды, при этом масса льда равняется 40 г, а масса воды - 600 г. Водяной пар был впущен при температуре +100 градусов.

Совет: В данной задаче важно правильно применить законы сохранения массы и энергии. Обратите внимание на удельные теплоты и энергии плавления/парообразования веществ. Тщательно обработайте каждый этап решения, чтобы избежать ошибок при подсчетах.

Дополнительное задание: В сосуде массой 200 г находится лед массой 50 г. Какая температура будет у сосуда после того, как весь лед полностью перейдет в воду? Удельная теплота плавления льда равна 333 Дж/г, удельная теплоемкость воды - 4,18 Дж/г˚С. (Ответ округлите до ближайшего градуса)