Естественные науки

Пробник егэ по физике

В калориметр с водой при температуре Т0 = 273К вливается расплавленный алюминий, масса которого m = 1 кг, а температура равна температуре плавления Т1 = 933 К. При этом температура воды в калориметре повышается до Т2 = 278 К, а часть ее выкипает. Определить массу выкипевшей воды М1, если вначале в калориметре находилось М = 10 кг воды. Теплоемкостью калориметра пренебречь. Удельная теплоемкость воды с1 = 4,2 кДж/кг·К, удельная теплоемкость алюминия с2 = 0,9 кДж/кг·К, удельная теплота плавления алюминия  = 0,38 МДж/кг, удельная теплота парообразования воды r = 2,2 МДж/кг, температура кипения воды Т3 = 373 К.
Пусть масса выкипевшей воды: x.
Тогда воде было передано количество теплоты:
c1 (M - x) (T2 - T0) + c1 x (T3 - T0) + r x
Алюминий отдал теплоты:
 m + c2 m (T1 - T2)
Приравниваете, выражаете x.
??
?°???????? ???°??????????????
73 123
Лучший ответ
Дано:
t0 = 273K - изначальная температура воды
m = 1 кг - масса влитого расплавленного алюминия
t1 = 933K - температура плавления/влитого алюминия
t2 = 278К - температура после установления равновесия
M = 10 кг - масса воды, изначально находившейся в калориметре
c1 = 4200 Дж/кг*К - удельная теплоемкость воды
c2 = 900 Дж/кг*К - удельная теплоемкость алюминия
lambda = 0,38*10^6 Дж/кг - удельная теплота плавления алюминия
L = 2,2*10^6 Дж/кг - удельная теплота парообразования воды
t3 = 373К - температура кипения воды
Мпара - ?

Решение:
Q=cm(t-t0) - количество теплоты при нагревании или охлаждении
Q=lambda*m - количество теплоты при плавленнии или отвердевании
Q=Lm - количество теплоты при парообразовании
Qотд=Qпол - условие теплового равновесия

Процессы, совершённые алюминием m:
- отвердел
- охладился до t2

Процессы, совершённые водой M:
- нагрелась до t2

Процессы, совершённые водой Mпара:
- нагрелась до t3
- испарилась

m * (lambda + c2 * (t1 - t2)) = M * c1 * (t2 - t0) + Mпара * (с1 * (t3 - t2) + L)
Mпара = (m * (lambda + c2 * (t1 - t2)) - M * c1 * (t2 - t0))/(с1 * (t3 - t2) + L)
Mпара = (1 * (0,38*10^6 + 900 * (933 - 278)) - 10 * 4200 * (278 - 273))/(4200 * (373 - 278) + 2,2*10^6)
≈ 292 г

Ответ: 292 г.
NB
Nurkeldi Bigazu
132