Какова будет температура системы, после впуска 200 г водяного пара массой 100 градусов в сосуд с 300 г льда

Содержание вопроса: Теплообмен между водяным паром и льдом

Объяснение: Чтобы определить конечную температуру системы после теплообмена между водяным паром и льдом, мы должны использовать закон сохранения энергии. В данном случае, тепло, переданное одной части системы, будет равно теплу, полученному другой частью системы.

Сначала определим количество тепла, освобождаемого в результате конденсации пара в лед при его охлаждении. Фазовый переход от пара к воде освобождает 2260 Дж/г тепла. Расчитаем это для 200 г пара:

Количество тепла от пара к воде = 2260 Дж/г x 200 г = 452000 Дж.

Затем определим количество тепла, необходимого для того, чтобы нагреть лед до конечной температуры. Теплоемкость льда составляет 2.1 Дж/г·°C. Расчитаем это для 300 г льда:

Количество тепла, необходимое для нагревания льда = 2.1 Дж/г·°C x 300 г x (температура конечная - 0).

Так как система находится в состоянии теплоизоляции, то количество тепла, высвобождаемое паром равно количеству тепла, поглощаемого льдом:

452000 Дж = 2.1 Дж/г·°C x 300 г x (температура конечная - 0).

Решив уравнение, мы можем определить конечную температуру системы.

Например: Определите конечную температуру системы после впуска 200 г водяного пара массой 100 градусов в сосуд с 300 г льда при температуре 0 градусов.

Решение:
452000 Дж = 630 Дж/°C x (температура конечная - 0).
452000 Дж = 630 Дж/°C x температура конечная.
температура конечная = 452000 Дж / 630 Дж/°C.
температура конечная ≈ 717.46 °C.

Совет: Для лучшего понимания концепции теплообмена и решения подобных задач, рекомендуется изучение законов сохранения энергии и теплопередачи. Также полезно разобраться в определении теплоемкости различных веществ и фазовых переходов.

Практика: Попробуйте решить задачу с температурой системы, если масса водяного пара составляет 150 г и его температура 150 градусов, а масса льда составляет 500 г при температуре 0 градусов.