в сосуд содержащий лёд массой 300 г при температуре 0 градусов впустили водяной пар массой 200 г с температурой 100 градусов Определите температуру устанавливающиеся в системе потерями тепла пренебречь
Здесь Qпол и Qотд — полученная и отданная теплота соответственно, m1, m2, m3 — массы льда, воды, пара соответственно, λ — удельная теплота плавления льда, c — удельная теплоемкость воды, τ — удельная теплота парообразования, t2 — конечная температура, t1 — исходная температура смеси лед-вода, t3 — температура пара.
Переведя граммы в килограммы и подставляя данные задачи и табличные данные, получаем:
m_3= дробь, числитель — 3,3 умножить на 10 в степени 5 умножить на 0,04 плюс 0,64 умножить на 4200 умножить на 20, знаменатель — 2,3 умножить на 10 в степени 6 плюс 4200 умножить на 80 =
Добрый день! С удовольствием помогу вам решить вашу задачу.
Для начала, нам нужно понять, что происходит при смешении льда и водяного пара. Когда лёд попадает в контакт с водяным паром, тепло передаётся из более горячей вещества (водяного пара) в более холодное (лед) до тех пор, пока система не достигнет равновесия и температур не уравняются.
У нас есть два объекта – лёд и водяной пар, и известны их массы и начальные температуры. Мы полагаем, что потерь тепла нет, поэтому энергия остаётся в системе. Также мы предполагаем, что вся вода получившаяся после таяния льда остаётся в жидком состоянии.
Чтобы найти установившуюся температуру системы, мы можем использовать закон сохранения энергии. Сначала найдем количество теплоты, отданный водяным паром, и количество теплоты, поглощенное льдом, а затем уравняем их.
Количество теплоты, отданное водяным паром, можно найти с помощью уравнения:
Q1 = m1 * c1 * ΔT1,
где Q1 - количество теплоты, m1 - масса водяного пара, c1 - удельная теплоемкость водяного пара, ΔT1 - изменение температуры водяного пара.
Масса водяного пара, как указано в задаче, составляет 200 г. Удельная теплоемкость водяного пара также должна быть известна, но в данной задаче не указана. Поэтому мы делаем предположение, что данная величина равна удельной теплоемкости воды.
Количество теплоты, поглощенное льдом, можно найти с помощью уравнения:
Q2 = m2 * L,
где Q2 - количество теплоты, m2 - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.
Масса льда, у нас равна 300 г. Удельная теплота плавления льда представляет собой количество энергии, необходимое для изменения состояния льда на воду без изменения температуры, и равна 334 Дж/г.
Теперь, когда мы знаем как найти количество теплоты для каждого объекта, мы можем уравнять их:
Q1 = Q2.
Заменим значения и получим:
m1 * c1 * ΔT1 = m2 * L.
Теперь подставим известные значения:
200 г * c1 * (100 °C - T) = 300 г * 334 Дж/г,
где T - искомая установившаяся температура системы.
Теперь решим уравнение относительно T и найдем ее.
200 г * c1 * 100 °C - 200 г * c1 * T = 300 г * 334 Дж/г.
200 г * c1 * 100 °C = 200 г * c1 * T + 300 г * 334 Дж/г.
200 г * c1 * T = 200 г * c1 * 100 °C - 300 г * 334 Дж/г.
T = (200 г * c1 * 100 °C - 300 г * 334 Дж/г) / (200 г * c1).
Таким образом, чтобы найти искомую температуру, нам нужно знать значение удельной теплоемкости водяного пара, а также провести расчет, подставив известные значения в данное уравнение.
Надеюсь, что эта информация дала вам подробное понимание решения задачи. Если у вас есть ещё какие-либо вопросы, с удовольствием помогу вам с ними.
≈25,4 г
Объяснение:
Решение.
Окончательная температура положительна, значит, весь лед расплавился, и вся получившаяся вода нагрелась.
При этом пар конденсировался и полученная вода остыла. С учетом этого запишем уравнение теплового баланса:
Q_пол = Q_отд равносильно
равносильно m_1\lambda плюс (m_1 плюс m_2)с(t_2 минус t_1)=m_3\tau плюс m_3c(t_3 минус t_2),
и выразим отсюда массу пара:
m_3= дробь, числитель — m_1\lambda плюс (m_1 плюс m_2)с(t_2 минус t_1), знаменатель — \tau плюс c(t_3 минус t_2) .
Здесь Qпол и Qотд — полученная и отданная теплота соответственно, m1, m2, m3 — массы льда, воды, пара соответственно, λ — удельная теплота плавления льда, c — удельная теплоемкость воды, τ — удельная теплота парообразования, t2 — конечная температура, t1 — исходная температура смеси лед-вода, t3 — температура пара.
Переведя граммы в килограммы и подставляя данные задачи и табличные данные, получаем:
m_3= дробь, числитель — 3,3 умножить на 10 в степени 5 умножить на 0,04 плюс 0,64 умножить на 4200 умножить на 20, знаменатель — 2,3 умножить на 10 в степени 6 плюс 4200 умножить на 80 =
=0,0254кг = 25,4 г.
Для начала, нам нужно понять, что происходит при смешении льда и водяного пара. Когда лёд попадает в контакт с водяным паром, тепло передаётся из более горячей вещества (водяного пара) в более холодное (лед) до тех пор, пока система не достигнет равновесия и температур не уравняются.
У нас есть два объекта – лёд и водяной пар, и известны их массы и начальные температуры. Мы полагаем, что потерь тепла нет, поэтому энергия остаётся в системе. Также мы предполагаем, что вся вода получившаяся после таяния льда остаётся в жидком состоянии.
Чтобы найти установившуюся температуру системы, мы можем использовать закон сохранения энергии. Сначала найдем количество теплоты, отданный водяным паром, и количество теплоты, поглощенное льдом, а затем уравняем их.
Количество теплоты, отданное водяным паром, можно найти с помощью уравнения:
Q1 = m1 * c1 * ΔT1,
где Q1 - количество теплоты, m1 - масса водяного пара, c1 - удельная теплоемкость водяного пара, ΔT1 - изменение температуры водяного пара.
Масса водяного пара, как указано в задаче, составляет 200 г. Удельная теплоемкость водяного пара также должна быть известна, но в данной задаче не указана. Поэтому мы делаем предположение, что данная величина равна удельной теплоемкости воды.
Количество теплоты, поглощенное льдом, можно найти с помощью уравнения:
Q2 = m2 * L,
где Q2 - количество теплоты, m2 - масса льда, L - удельная теплота плавления льда.
Масса льда, у нас равна 300 г. Удельная теплота плавления льда представляет собой количество энергии, необходимое для изменения состояния льда на воду без изменения температуры, и равна 334 Дж/г.
Теперь, когда мы знаем как найти количество теплоты для каждого объекта, мы можем уравнять их:
Q1 = Q2.
Заменим значения и получим:
m1 * c1 * ΔT1 = m2 * L.
Теперь подставим известные значения:
200 г * c1 * (100 °C - T) = 300 г * 334 Дж/г,
где T - искомая установившаяся температура системы.
Теперь решим уравнение относительно T и найдем ее.
200 г * c1 * 100 °C - 200 г * c1 * T = 300 г * 334 Дж/г.
200 г * c1 * 100 °C = 200 г * c1 * T + 300 г * 334 Дж/г.
200 г * c1 * T = 200 г * c1 * 100 °C - 300 г * 334 Дж/г.
T = (200 г * c1 * 100 °C - 300 г * 334 Дж/г) / (200 г * c1).
Таким образом, чтобы найти искомую температуру, нам нужно знать значение удельной теплоемкости водяного пара, а также провести расчет, подставив известные значения в данное уравнение.
Надеюсь, что эта информация дала вам подробное понимание решения задачи. Если у вас есть ещё какие-либо вопросы, с удовольствием помогу вам с ними.