Какую массу воды испарилось, когда медный шар массой 0,5 кг с температурой 308 °C опускают в калориметр, в котором

Содержание вопроса: Теплообмен и испарение воды

Объяснение: Для решения данной задачи по теплообмену и испарению воды нам необходимо использовать закон сохранения энергии и учет суммарного теплообмена.

Шар и вода обмениваются теплом до достижения теплового равновесия. Вода при кипении имеет температуру 100 °C и испаряется, превращаясь в пар. Медный шар имеет температуру 308 °C и охлаждается, уступая тепло воде и испаряющейся паре.

Используем формулу теплового равновесия Qшар + Qвода = 0, где Qшар - тепло, отданное шаром, и Qвода - тепло, полученное водой.

Qшар = m * c * ΔT, где m - масса шара, c - удельная теплоемкость медного шара, ΔT - изменение температуры шара.

Qвода = m" * l + m" * c" * ΔT", где m" - масса испарившейся воды, l - удельная теплота парообразования, c" - удельная теплоемкость воды, ΔT" - изменение температуры воды (вода при кипении и пар имеют одинаковую температуру).

Подставляя значения, получаем уравнение: 0,5 * 380 * (100 - 308) = m" * 226 + m" * 4186 * (100 - 100)

Решая уравнение, найдем массу испарившейся воды m" = (0,5 * 380 * (100 - 308)) / (226 + 4186).

Например: Вычислим массу испарившейся воды:
m" = (0,5 * 380 * (100 - 308)) / (226 + 4186) = -0.019 кг (округляем до целого числа)

Совет: Для решения задач по тепловому обмену и испарению всегда обращайте внимание на знаки и размерности величин, чтобы правильно проводить вычисления.

Практика: Найдите массу испарившейся воды, если медный шар имеет массу 0,75 кг и температуру 350 °C, а температура воды в калориметре 95 °C. (удельная теплота парообразования воды l = 240 Дж/кг, удельная теплоемкость медного шара c = 400 Дж/кг·°С). Ответ округлите до целого числа.

Тема: Физика - Теплообмен

Разъяснение: Для решения данной задачи нам потребуется знание о теплообмене и законах сохранения энергии.

Первым шагом узнаем, сколько теплоты отдаст медный шар в процессе охлаждения до температуры кипения воды:

Q1 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры
Q1 = 0,5 кг * 380 Дж/кг·°С * (308 °C - 100 °C)
Q1 = 0,5 кг * 380 Дж/кг·°С * 208 °C
Q1 = 39 040 Дж

Тепло, полученное шаром, будет потрачено на испарение воды. Найдем тепло, необходимое для испарения данного количества воды:

Q2 = масса испарившейся воды * удельная теплота парообразования
39 040 Дж = масса испарившейся воды * 226 Дж/кг
масса испарившейся воды = 39 040 Дж / 226 Дж/кг
масса испарившейся воды ≈ 173,00 кг

Ответ: Округлим массу испарившейся воды до целого числа.
Масса испарившейся воды ≈ 173 кг.

Совет: Чтобы легче разобраться с темой теплообмена, рекомендуется изучить законы сохранения энергии и удельные теплоты различных веществ.

Упражнение:
Какую массу пара получится после полного испарения 10 кг воды при условии, что удельная теплота парообразования равна 2257 Дж/кг? Ответ округлите до одного десятичного знака.