Дано: Масса воды = 1 кг = 1000 г Начальная температура воды = 20°C Масса железа = 100 г Начальная температура железа = 500°C Конечная температура воды = 24°C
Найти: Массу обратившейся в пар воды
Решение:
Рассчитаем количество теплоты, переданной от железа к воде с использованием удельной теплоемкости воды (4.18 Дж/(г°C)) и удельной теплоемкости железа (0.45 Дж/(г°C)). Q = mcΔT, где m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры Теплота, переданная от железа = (100 г) * (0.45 Дж/(г°C)) * (500°C - 20°C) = 19000 Дж Чтобы нагреть воду до 24°C: (1000 г) * (4.18 Дж/(г°C)) * (24°C - 20°C) = 16720 Дж
Рассчитаем количество теплоты, необходимое для превращения части воды в пар. Для этого используем теплоту парообразования (2260 кДж/кг). Q = mL, где m - масса, L - удельная теплота парообразования Теплота парообразования = m * 2260 кДж Теплота, переданная от железа = Теплота нагрева воды + Теплота парообразования 19000 Дж = 16720 Дж + m * 2260 кДж m = (19000 - 16720) / 2260 = 10.09 г
Ответ: Масса обратившейся в пар воды составляет 10.09 г.