в сосуд,содержащий воду массой 400 г при температуре 20 градусов, вводят водяной пар массой 10 г, температура которого равна 100 градусам. при этом пар обращается в воду. определить конечную температуру воды в сосуде?

Ответ:

35°C

Объяснение:

Дано:

m₁ = 400 г = 0,400 кг

t₁ = 20⁰C

m₂ = 10 г = 10·10⁻³ кг

t₂ = 100⁰C

r = 22,6·10⁵ Дж/кг - удельная теплота конденсации водяного пара

с = 4200 Дж/ (кг°·С) - удельная теплоемкость воды

_________

t - ?

1)

Горячий пар конденсируется, выделяя количество теплоты:

Q₃ = r·m₂ = 22,6·10⁵·10·10⁻³ = 22 600 Дж

2)

Горячая вода, образовавшаяся при конденсации пара, отдает холодной воде:

Q₂ = c·m₂·(t₂-t) = 4200·10·10⁻³·(100-t) = 42·(100-t) = (4200-42·t)    Дж

3)

Холодная вода получила количество теплоты:

Q₁ = c·m₁·(t-t₁) =4200·0,400·(t-20) =  1680·(t-20)= (1680·t - 33 600)  Дж

4)

Составим уравнение теплового баланса:

Q₃+Q₂=Q₁

22 600 + (4200-42·t) =  (1680·t - 33 600)

22 600 + 4200 +33 600 = 42·t + 1680·t

1 722·t = 60 400

t = 60400 / 1722 ≈  35°C