ID: 00025691
В калориметр с водой опущена трубка. По трубке в воду впускают водяной пар при температуре 100 ° С. В некоторый момент масса воды перестаёт увеличиваться, хотя пар по-прежнему пропускают. Первоначальная масса воды 460 г, а температура 0 ° С. Определите массу сконденсировавшегося пара. Тепловыми потерями пренебречь. Ответ дайте в г.
Источник: ФИПИ
Пока вода в калориметре холоднее $100\,^\circ\text{C}$, каждая порция пара, попадая в неё, конденсируется и отдаёт своё тепло воде, увеличивая массу жидкости. Но как только вода нагревается до $100\,^\circ\text{C}$ — температуры самого пара, — конденсироваться больше нечему: разницы температур для передачи тепла уже нет, и масса воды перестаёт расти.
Значит вся теплота, выделившаяся при конденсации пара, пошла ровно на нагрев исходной воды от $0\,^\circ\text{C}$ до $100\,^\circ\text{C}$.
Теплота, полученная водой: $Q=cm_в\Delta T=4200\cdot 0{,}46\cdot 100=193\,200$ Дж.
Эта теплота выделилась при конденсации пара массой $m_п$: $Q=Lm_п$, откуда $m_п=\dfrac{Q}{L}=\dfrac{193\,200}{2{,}3\cdot10^{6}}\approx 0{,}084$ кг $=84$ г.