Дано:
- Масса льда m_лед = 100 г = 0,1 кг
- Удельная теплота плавления льда L_лед = 334 000 Дж/кг
- Температура льда T_лед = 0 °С
- Температура водяного пара T_пара = 100 °С
- Удельная теплота парообразования воды L_пара = 2 260 000 Дж/кг
Найти:
- Массу воды в калориметре в момент, когда весь лёд растает.
Решение:
1. Количество теплоты, необходимое для плавления льда:
Q_плавление = m_лед × L_лед.
2. Количество теплоты, которое принесет пар, чтобы конденсироваться в воду и нагреть её до 100 °С:
Q_конденсация = m_пар × L_пара, где m_пар — масса пара.
3. Поскольку весь лёд должен растаять, количество теплоты, выделившееся при конденсации пара, должно быть равно количеству теплоты, необходимому для плавления льда:
Q_конденсация = Q_плавление.
Подставим данные:
m_пар × L_пара = m_лед × L_лед.
m_пар × 2 260 000 = 0,1 × 334 000.
m_пар × 2 260 000 = 33 400.
m_пар = 33 400 / 2 260 000 ≈ 0,0148 кг.
Ответ:
Масса воды в калориметре в момент, когда весь лёд растает, составит примерно 0,0148 кг или 14,8 г.