У калориметр, де міститься вода при 0 градусів Цельсія, додали 10 г водяної пари температурою 100 градусів Цельсія. У калориметрі встановилася температура 60 градусів Цельсія. Якою стала маса води? Втрати тепла не враховуйте.​

Ответ:

Для того, щоб знайти масу води у калориметрі після конденсації водяної пари, нам потрібно скористатися законом збереження енергії. Це означає, що кількість теплоти, яку втратить пара при охолодженні і конденсації, дорівнює кількості теплоти, яку отримає вода при нагріванні.

Позначимо масу води у калориметрі після конденсації як m. Тоді застосовуючи формули для обчислення теплоти при зміні температури і фазових переходах, ми отримаємо таке рівняння:

Q_пар = Q_вод

m_пар * c_пар * (T_пар - T_k) + m_пар * L_k = m * c_вод * (T_k - T_вод)

де Q - кількість теплоти; m - маса; c - питома теплоємнiсть; T - температура; L - теплота фазового переходу; індекси пар, вод і k означають пару, воду і калориметр.

Задано: m_пар = 10 г; T_пар = 100 °C; T_вод = 0 °C; T_k = 60 °C.

Знаходимо: m.

Шукане значення маси води можна знайти шляхом перетворення рiвняння і пiдстановки числових значень. Для цього нам потрiбно знати питому теплоемнiсть водяної пары i воды i теплоту конденсации пары. З таблиць можна дiзнатися наступне:

c_пар = 1.86 kJ/(kgK); c_вод = 4.19 kJ/(kgK); L_k = 2257 kJ/kg.

Тодi розв’язок матиме такий вигляд:

m * c_вод * (T_k - T_вод) = m_пар * c_пар * (T_пар - T_k) + m_пар * L_k

m * 4.19 * (60 - 0) = 10 * 10^-3 * 1.86 * (100 - 60) + 10 * 10^-3 * 2257

m = (0.0186 + 22.57) / (4.19*60)

m ≈ 0.015 kg

Отже, маса воды у калориметрi стала 15 г.

Объяснение: