Определи, какова в сосуде масса воды температурой 0 ° С, если в этот сосуд поступает 2 кг пара при   100 ° С' и устанавливается температура 20 ° С.   Потерями энергии пренебречь.   Справочные данные: удельная теплоемкость воды -   4200 Дж/(кг • °С), удельная теплота парообразования воды - 2,3 • 105 Дж/кг.
от

1 Ответ

Дано:  
mпара = 2 кг (масса пара)  
tпара = 100 °C (температура пара)  
tконечная = 20 °C (конечная температура)  
tвода = 0 °C (температура воды)  
cв = 4200 Дж/(кг•°C) (удельная теплоемкость воды)  
Lпара = 2,3 • 10^5 Дж/кг (удельная теплота парообразования воды)

Найти: массу воды в сосуде (mвода).

Решение:

1. Количество теплоты, которое выделяет пар при конденсации:

Q1 = mпара * Lпара  
Q1 = 2 кг * 2,3 * 10^5 Дж/кг  
Q1 = 460000 Дж

2. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0 °C до 20 °C:

Q2 = mвода * cв * (tконечная - tвода)  
Q2 = mвода * 4200 Дж/(кг•°C) * (20 - 0)  
Q2 = mвода * 4200 Дж/(кг•°C) * 20  
Q2 = 84000 * mвода Дж

3. Поскольку потери энергии пренебрегаем, теплота, выделенная при конденсации пара, идет на нагрев воды:

Q1 = Q2  
460000 Дж = 84000 * mвода Дж

4. Найдем массу воды:

mвода = 460000 / 84000  
mвода ≈ 5,48 кг

Ответ: масса воды в сосуде составляет примерно 5,48 кг.
от