Какова масса водяного пара, который впускается в сосуд для получения воды с температурой 12 °С, если в сосуде находится

Тема урока: Расчет массы водяного пара при нагревании сосуда

Инструкция: Для решения данной задачи необходимо учесть изменение температуры и фазовые переходы воды. Сначала мы должны вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания воды и льда в сосуде до их перехода в пар. Затем, используя удельную теплоту парообразования, мы можем определить массу водяного пара.

1. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды до 0 °С:
- Q1 = масса воды * удельная теплоемкость воды * (0 °С - 12 °С)

2. Вычислим количество теплоты, необходимое для плавления льда:
- Q2 = масса льда * удельная теплота плавления льда

3. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 0 °С до точки кипения:
- Q3 = масса воды * удельная теплоемкость воды * (100 °С - 0 °С)

4. Вычислим количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар:
- Q4 = масса пара * удельная теплота парообразования

5. Суммируем все количество теплоты:
- Q общая = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

6. Рассчитаем массу пара, используя удельную теплоту парообразования:
- масса пара = Q общая / удельная теплота парообразования

7. Округлим полученный результат до целого числа.

Демонстрация:
Задача: Какова масса водяного пара, который впускается в сосуд для получения воды с температурой 12 °С, если в сосуде находится 3 л воды и 0,7 кг льда при 0°С?

Решение:
1. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды до 0 °С:
- Q1 = 3 кг * 4200 Дж/кг·°C * (0 °С - 12 °С) = -151200 Дж

2. Вычислим количество теплоты, необходимое для плавления льда:
- Q2 = 0,7 кг * 330000 Дж/кг = 231000 Дж

3. Вычислим количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 0 °С до точки кипения:
- Q3 = 3 кг * 4200 Дж/кг·°C * (100 °С - 0 °С) = 1260000 Дж

4. Вычислим количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар:
- Q4 = масса пара * 2260000 Дж/кг

5. Суммируем все количество теплоты:
- Q общая = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = -151200 Дж + 231000 Дж + 1260000 Дж + масса пара * 2260000 Дж/кг

6. Рассчитаем массу пара, используя удельную теплоту парообразования:
- -151200 Дж + 231000 Дж + 1260000 Дж + масса пара * 2260000 Дж/кг = масса пара * 2260000 Дж/кг
- Масса пара = (-151200 Дж + 231000 Дж + 1260000 Дж) / 2260000 Дж/кг

7. Округлим полученный результат до целого числа.

Совет: Для лучшего понимания данной задачи, рекомендуется разобрать ее пошагово и использовать формулы и константы, предоставленные в условии задачи. Обратите внимание на правильное использование удельных теплоемкостей и удельных теплот.

Ещё задача:
Сколько массы водяного пара будет впущено в сосуд с 2 л воды и 0,5 кг льда при 5 °С для получения воды с температурой 30 °С? Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг·°С, удельная теплота парообразования - 2260000 Дж/кг, и удельная теплота плавления льда - 330000 Дж/кг. Ответ округли до двух знаков после запятой.