При сгорании дров массой 300 г плавят лед массой 5 кг, а затем воду доводят до кипения и испаряют. Сколько воды испарится при полном сгорании дров?

Эта задача в несколько действий. Сначала нужно узнать сколько всего выделиться теплоты при сгорании всех дров. Потом найти сколько нужно энергии чтобы расплавить лед, довести воду до кипения, и на выпаривания части воды.

Дано

m(льда) = m(воды)=5 кг

t1 = 0 С(градусов)

t2 = 100 С(градусов)

&(лямбда льда) = 330 000 Дж/кг

с(теплоемкость воды ) = 4 200 Дж/(кг*С)

L(теплота парообразования воды) = 2 300 000 Дж/кг

m(дров) = 300 г = 0, 3 кг

q(теплота сгорания дров) =10 000 000 Дж/кг

Решение

1) Найдем Q которая выделится при сгорании дров

Q1=q(теплота сгорания дров)*m(дров)=10 000 000*0, 3= 3 000 000 Дж

2)Найдем количество теплоты которое понадобится для того чтобы растопить лед.

Q2=&(лямбда льда)*m(льда)=330000*5=1 650 000 Дж

3)Найдем количество теплоты которое понадобится для того чтобы нагреть воду от 0 до 100 градусов.

Q3=c(теплоемкость воды )*m(воды)*(t2-t1)=4200*5*100=2 100 000 Дж

4)Узнаем сколько осталось теплоты для того чтобы испарить часть воды.

Q(остаток)=Q1-Q2-Q3= 3 000 000-1 650 000-2 100 000 = -750 000 Дж

Это значит что нам не хватит теплоты даже на то чтобы разогреть воду до 100 градусов, не то чтобы ее испарить. Следовательно мы выпарим 0 кг.

Ответ: 0 кг.

Если честно я такого поворота не ожидал. Я вроде перепроверил, все правильно.

Но, если идти по хитрому. Не плавить весь лед и нагревать всю воду. А взять только ту часть которую мы сможем расплавить, нагреть и испарить!!! В этом нам поможет это уравнение. Все тоже самое только с неизвестной массой. Пусть  m(льда) = m(воды)=m, тогда

&(лямбда льда)*m + c(теплоемкость воды ) *m*(t2-t1) + L(теплота парообразования воды) *m= Q1

m(&(лямбда льда) + c(теплоемкость воды )*(t2-t1) + L(теплота парообразования воды) ) = Q1  

Вставляем значения и получаем

m*(330 000 + 4 200*100 + 2 300 000) = 3 000 000

m=0,9836 кг

Это максимальное количество испаренной воды которое мы можем получить имея 300 г дров.

Ответ: m=0,9836 кг

Выбирайте сами, какой ответ вам больше подходит. Удачи :)