Дано:
Теплоемкость сосуда (C) = 700 Дж/к
Масса воды (m1) = 2 кг
Начальная температура воды (T1) = 10°C
Конечная температура смеси (Tсмеси) = 40°C
Температура водяного пара (Tp) = 100°C (температура кипения воды)
Найти:
Массу водяного пара
Решение:
Используем закон сохранения энергии для нахождения массы водяного пара:
Qпара + Qвода = 0
где
Qпара - теплота водяного пара,
Qвода - теплота воды
Теплота пара:
Qпара = m2 * L
где
m2 - масса пара,
L - теплота парообразования
Теплота воды:
Qвода = m1 * C * (Tсмеси - T1)
где
m1 - масса воды,
C - теплоемкость,
T1 - начальная температура воды,
Tсмеси - конечная температура смеси
Подставим известные значения и найдем массу пара:
m2 * L + m1 * C * (Tсмеси - T1) = 0
m2 * L = -m1 * C * (Tсмеси - T1)
m2 = -m1 * C * (Tсмеси - T1) / L
Подставим числовые значения:
m2 = -2 кг * 700 Дж/К * (40°C - 10°C) / 2.26 * 10^6 Дж/г
m2 ≈ -2 кг * 700 Дж/К * 30°C / 2.26 * 10^6 Дж/г
m2 ≈ -42 * 30 / 2.26
m2 ≈ -1260 / 2.26
m2 ≈ -557.52 г
Ответ:
Масса водяного пара составляет примерно 557.52 г.