Сосуд содержит 2 л воды и лед при общей температуре 0 °С. После введения 380 г водяного пара при температуре 100 °С лед растаял и вся вода нагрелась до 70 °С. Сколько льда было в сосуде? Теплоемкость сосуда 57 Дж/К.
По уравнению теплового баланса
Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=0. ( Q1-количество теплоты, полученное водой, которая была при 0град,
Q2-кол. теплоты, полученное льдом, для плавления, Q3-кол. теплоты, полученное водой, образовавшейся из льда, Q4- кол. теплоты, полученное сосудом, Q5 -кол. теплоты, выделившееся при конденсации пара, Q6-кол. теплоты, выделившееся при остывании воды, образовавшейся из пара)
Q1=c*m1*( t - t1). ( c -удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, t -температура смеси=70 град, t1- начальная температура воды=0град, m1-масса воды=2кг)
Q2=лямбда*m2. ( лямбда- удельная теплота плавления льда=334000Дж/кг, m2 -масса льда)
Q3=c*m2*( t - t1).
Q4=C*(t - t1). ( C -теплоемкость сосуда) .
Q5= - r*m3. ( r -удельная теплота парообразования=2300000Дж/кг, m3 -масса пара=0,38кг)
Q6=c*m3*(t - t2) ( t2 =100град) . подставим это в уравнение теплового баланса.
с*m1*(t - t1)+лямбда*m2 +c*m2*(t - t1)+C*(t - t1) - r*m3 +c*m3*( t - t2)=0
m2*( лямбда + c*(t - t1))= - c*m1*( t - t1) - C*( t - t1) +r*m3 - c*m3*(t - t2)
m2= ( -c*m1*(t - t1) - C*(t - t1) +r*m3 - c*m3*( t - t2)) / ( лямбда + c*(t - t1))
осталось посчитать.
По уравнению теплового баланса
Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=0. ( Q1-количество теплоты, полученное водой, которая была при 0град,
Q2-кол. теплоты, полученное льдом, для плавления, Q3-кол. теплоты, полученное водой, образовавшейся из льда, Q4- кол. теплоты, полученное сосудом, Q5 -кол. теплоты, выделившееся при конденсации пара, Q6-кол. теплоты, выделившееся при остывании воды, образовавшейся из пара)
Q1=c*m1*( t - t1). ( c -удельная теплоемкость воды=4200Дж/кг*град, t -температура смеси=70 град, t1- начальная температура воды=0град, m1-масса воды=2кг)
Q2=лямбда*m2. ( лямбда- удельная теплота плавления льда=334000Дж/кг, m2 -масса льда)
Q3=c*m2*( t - t1).
Q4=C*(t - t1). ( C -теплоемкость сосуда) .
Q5= - r*m3. ( r -удельная теплота парообразования=2300000Дж/кг, m3 -масса пара=0,38кг)
Q6=c*m3*(t - t2) ( t2 =100град) . подставим это в уравнение теплового баланса.
с*m1*(t - t1)+лямбда*m2 +c*m2*(t - t1)+C*(t - t1) - r*m3 +c*m3*( t - t2)=0
m2*( лямбда + c*(t - t1))= - c*m1*( t - t1) - C*( t - t1) +r*m3 - c*m3*(t - t2)
m2= ( -c*m1*(t - t1) - C*(t - t1) +r*m3 - c*m3*( t - t2)) / ( лямбда + c*(t - t1))
осталось посчитать.
⇢