Расчет массы воды в мокром снеге
Какова масса воды, содержащейся в мокром снеге массой 2,5 кг и температурой 0 °C? Известно, что для превращения снега
Какова масса воды, содержащейся в мокром снеге массой 2,5 кг и температурой 0 °C? Известно, что для превращения снега в воду при температуре 100 °C требуется не менее 500 г водяного пара при такой же температуре. Удельная теплоемкость воды равна 4,2 кДж/кг-°C, удельная теплота плавления льда составляет 340 кДж/кг, а удельная теплота парообразования воды L равна 2,3 МДж/кг.
14.12.2023 02:57
Написать свой ответ:
Разъяснение:
Для решения данной задачи необходимо учесть процесс превращения снега в воду при его нагревании до температуры плавления льда (0 °C) и дальнейшего превращения в водяной пар при температуре кипения (100 °C).
Сначала рассчитаем количество теплоты, необходимое для плавления всего снега. Для этого воспользуемся формулой: Q = m * L, где Q - теплота плавления, m - масса снега, L - удельная теплота плавления льда (340 кДж/кг).
Q = 2,5 кг * 340 кДж/кг = 850 кДж
Затем рассчитаем количество теплоты, необходимое для превращения воды при температуре плавления в водяной пар при температуре кипения. Для этого воспользуемся формулой: Q = m * L, где Q - теплота парообразования, m - масса воды, L - удельная теплота парообразования воды (2,3 МДж/кг).
Q = m * 2,3 МДж/кг
Теперь подставляем известные значения:
850 кДж + Q = 500 г * 2,3 МДж/кг
Переведем 500 г в килограммы:
500 г = 0,5 кг
850 кДж + Q = 0,5 кг * 2,3 МДж/кг
Переведем МДж в кДж:
2,3 МДж = 2300 кДж
850 кДж + Q = 0,5 кг * 2300 кДж/кг
850 кДж + Q = 1150 кДж
Q = 1150 кДж - 850 кДж
Q = 300 кДж
Таким образом, нам необходимо еще 300 кДж теплоты для превращения воды при температуре плавления в водяной пар при температуре кипения.
Теперь рассчитаем массу воды, содержащейся в мокром снеге. Для этого суммируем массу мокрого снега с массой воды, полученной в результате плавления снега:
m_воды = m_снега + m_плавления
m_воды = 2,5 кг + 0,3 кг = 2,8 кг
Таким образом, масса воды, содержащейся в мокром снеге, составляет 2,8 кг.
Пример:
Задача: Какова масса воды, содержащейся в мокром снеге массой 2,5 кг и температурой 0 °C?
Совет:
Для более легкого понимания задачи и успешного решения следует обратить внимание на то, что нам необходимо учесть процесс плавления снега и перехода его в воду при нагревании.
Задача на проверку:
Если снег, имеющий массу 3 кг и температуру -5 °C, плавится и превращается в воду при той же температуре, какова будет масса получившейся воды? Удельная теплота плавления льда составляет 334 кДж/кг, а удельная теплота парообразования воды - 2,26 МДж/кг.