Сколько пара с температурой 373K необходимо добавить в алюминиевый калориметр массой 50г, содержащий 250г воды

Тема занятия: Калориметрия и закон сохранения энергии

Пояснение: Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать законы сохранения энергии и теплообмена между системами. В данном случае у нас есть алюминиевый калориметр, содержащий воду, и пара с температурой 373K.

Согласно закону сохранения энергии, изменение внутренней энергии воды и калориметра должно быть равно изменению энергии пара. Мы можем использовать формулу:

Q(вода) + Q(калориметр) = Q(пара)

Для расчета количества теплоты Q, мы можем использовать формулу:

Q = mcΔT

Где m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Таким образом, мы должны рассчитать количество теплоты, которое требуется для нагревания воды и калориметра с его содержимым до заданной температуры, а затем найти соответствующую массу пара с известной температурой.

Дополнительный материал:
Масса алюминиевого калориметра (m_калориметр) = 50 г
Масса воды (m_вода) = 250 г
Температура воды (T_вода) = 289 K
Температура пара (T_пара) = 373 K
Желаемая температура (T_жел) = 363 K

Рассчитаем количество теплоты, требуемое для нагревания воды и калориметра:

Q_вода = m_вода * c_воды * ΔT_воды
Q_калориметр = m_калориметр * c_алюминия * ΔT_калориметр

Затем найдем количество теплоты, необходимое для пара:

Q_пара = Q_вода + Q_калориметр

И, наконец, найдем массу пара:

m_пара = Q_пара / (c_пара * ΔT_пара)

Вставьте значения и решите задачу.

Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется изучить законы сохранения энергии и удельные теплоемкости различных веществ.

Проверочное упражнение: В алюминиевый калориметр массой 100г, содержащий 300г воды при температуре 295K, добавлено некоторое количество пара с температурой 373K. Какова конечная температура всей системы, если добавлено 50г пара? Удельные теплоемкости воды и алюминия равны 4,18 Дж/(г·К) и 0,9 Дж/(г·К) соответственно. Ответ округлите до целого числа.