Какова масса воды, которая испаряется при погружении железной подковы массой 350 г и температуре 1100 °C в воду

Содержание: Испарение искривленной подковы в воде

Описание: Чтобы решить данную задачу, мы должны использовать закон сохранения энергии. Сначала вычислим количество тепла, необходимого для нагревания и испарения подковы, а затем найдем массу испарившейся воды.

Шаг 1: Вычисление количества тепла для нагревания подковы:
Для этого воспользуемся формулой:
Q1 = m * c * ΔT,
где Q1 - количество тепла, m - масса подковы, c - удельная теплоёмкость железа, ΔT - изменение температуры.
Q1 = 350 г * 460 Дж/(кг · °C) * (1100 °C - 100 °C).
Q1 = 350 г * 460 Дж/(кг · °C) * 1000 °C = 161 000 000 Дж.

Шаг 2: Вычисление количества тепла для испарения воды:
Для этого воспользуемся формулой:
Q2 = m * L,
где Q2 - количество тепла, m - масса испарившейся воды, L - удельная теплота парообразования.
Q2 = m * 2,3 * 10^6 Дж/кг.
Q2 = 161 000 000 Дж.

Теперь, зная, что Q1 = Q2, мы можем решить уравнение:
350 г * 460 Дж/(кг · °C) * 1000 °C = m * 2,3 * 10^6 Дж/кг.

Решим это уравнение и найдем массу испарившейся воды:
m = (350 г * 460 Дж/(кг · °C) * 1000 °C) / (2,3 * 10^6 Дж/кг).
m ≈ 76,1 г.

Пример использования: Какова масса воды, которая испаряется при погружении железной подковы массой 500 г и температуре 1200 °C в воду, уже нагретую до температуры кипения? Ответ дайте в граммах, учитывая, что удельная теплоёмкость железа составляет 500 Дж/(кг · °C), а удельная теплота парообразования воды равна 2,5 · 10^6 Дж/кг.

Совет: При решении подобных задач, всегда внимательно читайте условие и используйте соответствующие формулы. Будьте осторожны с единицами измерения, и учтите, что температура должна быть выражена в градусах Цельсия, а результат выведен в требуемых единицах (в данном случае - в граммах).

Упражнение: Какова масса воды, которая испаряется при погружении алюминиевой подковы массой 250 г и температуре 800 °C в воду, уже нагретую до температуры кипения? Ответ дайте в граммах, учитывая, что удельная теплоёмкость алюминия составляет 900 Дж/(кг · °C), а удельная теплота парообразования воды равна 2,0 · 10^6 Дж/кг.