Кусок железа массой 2 кг, нагретого до 750°C, погрузили в воду массой 1,8 кг при 25°C; при этом вся вода нагрелась до 100°C, а часть ее испарилась. Определите массу испарившейся воды.
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.
Масса куска железа: m1 = 2 кг Температура железа до контакта с водой: T1 = 750°C Масса воды: m2 = 1,8 кг Температура воды до контакта с железом: T2 = 25°C Температура воды после контакта с железом: T3 = 100°C Температура испарившейся части воды: T4
Тепло, отдаваемое железом воде: m1 c (T1 - T3) = m2 c (T3 - T2) + m_ispar l + m_ispar c * (T3 - T4)
Где: c - удельная теплоемкость воды = 4186 Дж/(кг*К) l - удельная теплота испарения воды = 2260 кДж/кг
Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.
Масса куска железа: m1 = 2 кг
Температура железа до контакта с водой: T1 = 750°C
Масса воды: m2 = 1,8 кг
Температура воды до контакта с железом: T2 = 25°C
Температура воды после контакта с железом: T3 = 100°C
Температура испарившейся части воды: T4
Тепло, отдаваемое железом воде:
m1 c (T1 - T3) = m2 c (T3 - T2) + m_ispar l + m_ispar c * (T3 - T4)
Где:
c - удельная теплоемкость воды = 4186 Дж/(кг*К)
l - удельная теплота испарения воды = 2260 кДж/кг
Подставляем данные и находим m_ispar:
2 450 (750 - 100) = 1,8 4186 (100 - 25) + m_ispar 2260 + m_ispar 4186 (100 - T4)
630000 = 71412 + m_ispar 2260 + m_ispar * 392100
m_ispar = (630000 - 71412) / (2260 + 392100) ≈ 1,1 кг
Итак, масса испарившейся воды составляет около 1,1 кг.