Дано:
m1 = 50 г = 0.05 кг (масса пара)
T1 = 100 °C (температура пара)
m2 = 50 г = 0.05 кг (масса холодной воды)
T2 = 0 °C (температура воды)
c = 4200 Дж/(кг*°C) (удельная теплоемкость воды)
L = 2.3*10^6 Дж/кг (удельная теплота парообразования)
Найти:
m (масса конечной смеси)
T (конечная температура)
Решение:
1. Посчитаем количество теплоты, которое отдаст пар при остывании до температуры конденсации:
Q1 = m1 * L = 0.05 кг * 2.3*10^6 Дж/кг = 115000 Дж
2. Рассчитаем количество теплоты, которое поглотит вода при нагревании до конечной температуры:
Q2 = m2 * c * (T - T2) = 0.05 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * (T - 0) = 210 * T Дж
3. Так как в системе не происходит работы, то теплота, отданная паром, равна теплоте, поглощенной водой:
Q1 = Q2
115000 = 210 * T
T = 547.62 °C
4. Найдем массу конечной смеси:
m = m1 + m2 = 0.05 кг + 0.05 кг = 0.1 кг
Ответ:
Масса конечной смеси составляет 0.1 кг, конечная температура равна 547.62 °C.