дано:
Масса воды: m = 1 кг.
Удельная теплоёмкость воды: c = 4200 Дж/(кг • К).
Удельная теплота парообразования: л = 2,3 * 10^6 Дж/кг.
Начальная температура воды: T1 = 0 °C.
Конечная температура пара: T2 = 100 °C.
найти:
Изменение массы при превращении воды в пар (Δm).
решение:
Сначала посчитаем количество энергии, необходимое для нагрева 1 кг воды от 0 °C до 100 °C:
Q1 = m * c * ΔT, где ΔT = T2 - T1 = 100 °C - 0 °C = 100 K.
Q1 = 1 кг * 4200 Дж/(кг • К) * 100 K.
Q1 = 420000 Дж.
Теперь посчитаем количество энергии, необходимое для превращения 1 кг воды в пар:
Q2 = m * л.
Q2 = 1 кг * 2,3 * 10^6 Дж/кг.
Q2 = 2,3 * 10^6 Дж.
Общее количество энергии, необходимое для превращения воды в пар:
Q_total = Q1 + Q2.
Q_total = 420000 Дж + 2,3 * 10^6 Дж.
Q_total = 2,72 * 10^6 Дж.
Теперь используем формулу Эйнштейна, чтобы найти изменение массы:
Δm = Q_total / c^2.
Δm = (2,72 * 10^6) / (3 * 10^8)^2.
Δm = (2,72 * 10^6) / (9 * 10^16).
Δm = 2,72 / 9 * 10^(6-16).
Δm = 0,3022 * 10^(-10) кг.
Δm ≈ 3,02 * 10^(-11) кг.
ответ:
Масса пара больше массы воды примерно на 3,02 * 10^(-11) кг.