Global EE

Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049533

Задание №11. Задания из Сборников и Задачников

Агрегатные Состояния Вещества

№2. Задание без номера

ID: 00049533

Сколько килограммов стоградусного пара потребуется для нагревания бетонной плиты массой $200\text{ кг}$ от $10$ до $40\ {}^\circ\text{С}$?

Вода, получившаяся из пара, остывает вместе с плитой до её конечной температуры. Удельная теплоёмкость бетона $880$ Дж/(кг·°С), удельная теплота парообразования воды $2{,}3$ МДж/кг, удельная теплоёмкость воды $4200$ Дж/(кг·°С). Потерями теплоты пренебречь.

Ответ дайте в кг, округлив до сотых.

Источник: Сборник дидактических материалов Пёрышкина

Решение

Смотри, что тут происходит: плита холодная, пар горячий, и вся энергия идёт от пара к плите. Значит, сначала узнаем, сколько нужно плите, а потом сколько даёт пар.

Плита нагревается от $10$ до $40$ °С, то есть на $30$ °С, поэтому получает

$$Q_{\text{пл}}=cm\Delta t=880\cdot 200\cdot 30=5\,280\,000\text{ Дж}.$$

Пар отдаёт теплоту в два приёма. Сначала он конденсируется при $100$ °С, а потом получившаяся вода остывает до $40$ °С, то есть на $60$ °С. Масса пара неизвестна, поэтому посчитаем, сколько отдаёт один его килограмм:

$$2\,300\,000+4200\cdot 60=2\,300\,000+252\,000=2\,552\,000\text{ Дж}.$$

Сколько таких килограммов нужно? Делим всю теплоту для плиты на порцию одного килограмма:

$$m=\dfrac{5\,280\,000}{2\,552\,000}\approx 2{,}07\text{ кг}.$$

Подставим обратно: $2{,}07\cdot 2\,552\,000\approx 5\,283\,000$ Дж, почти ровно столько, сколько нужно плите.

Заметь, вода из пара здесь важна. Если бы она стекала с плиты сразу при $100$ °С и ничего больше не отдавала, работала бы только конденсация, и пара понадобилось бы больше: примерно $2{,}3$ кг.

Ответ

2,07
Другие задания по теме «Агрегатные Состояния Вещества» (8)