Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049518

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049518

В сосуд с водой, имеющей температуру $0\ {}^\circ\text{С}$, впустили $1\text{ кг}$ стоградусного водяного пара. Через некоторое время в сосуде установилась температура $20\ {}^\circ\text{С}$. Определите массу воды, первоначально находящейся в сосуде.

Удельная теплота парообразования воды $2{,}3$ МДж/кг, удельная теплоёмкость воды $4200$ Дж/(кг·°С). Потерями теплоты пренебречь.

Ответ дайте в кг, округлив до десятых.

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Смотри, что тут происходит: горячий пар попадает в холодную воду. Пар отдаёт энергию, вода её получает, и по уравнению теплового баланса эти две теплоты равны.

Пар отдаёт теплоту дважды. Сначала конденсируется при $100$ °С:

$$Q_1=Lm_{\text{п}}=2\,300\,000\cdot 1=2\,300\,000\text{ Дж}.$$

Потом получившийся килограмм воды остывает от $100$ до $20$ °С, то есть на $80$ °С:

$$Q_2=cm_{\text{п}}\Delta t=4200\cdot 1\cdot 80=336\,000\text{ Дж}.$$

Всего пар отдал $2\,300\,000+336\,000=2\,636\,000$ Дж.

Вода в сосуде нагрелась от $0$ до $20$ °С, то есть на $20$ °С. Её массу обозначим $M$, тогда полученная теплота равна $4200\cdot M\cdot 20=84\,000\,M$. Приравниваем отданное и полученное:

$$84\,000\,M=2\,636\,000,\qquad M=\dfrac{2\,636\,000}{84\,000}\approx 31{,}4\text{ кг}.$$

Подставим обратно: $84\,000\cdot 31{,}4=2\,637\,600$ Дж, почти столько, сколько отдал пар. Заметь: один килограмм пара согрел больше тридцати килограммов воды, вот сколько энергии в нём запасено.

Ответ

31,4
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)