В кусок льда массой 100 гр и температурой -10 градусов Цельсия влили 1,5 кг расплавленного свинца при температуре плавления. Сколько воды обратится в пар, если свинец остыл до температуры 27 градусов Цельсия. Потерями энергии пренебречь.
Таким образом, свинец остыл до 12,8 градусов Цельсия. Для того чтобы свинец остыл до 12,8 градусов, он должен поглотить тепло ото льда, сначала плавять его до 0 градусов, а затем остыть до 12,8 градусов.
Для таяния льда: М3 = 0,1 кг c3 = 0,33 кДж/(кг*°C) ΔT3 = 0 - (-10) = 10°C
Для решения этой задачи используем закон сохранения теплоты:
М1 c1 ΔT1 = М2 c2 ΔT2
где М1 и М2 - массы веществ, c1 и c2 - их удельные теплоемкости, ΔT1 и ΔT2 - изменение температуры.
Для льда:
М1 = 100 г = 0,1 кг
c1 = 2,09 кДж/(кг*°C)
ΔT1 = 27 - (-10) = 37°C
Для свинца:
М2 = 1,5 кг
c2 = 0,13 кДж/(кг*°C)
ΔT2 = 27 - T (T - температура свинца после остывания)
Уравнение:
0,1 2,09 37 = 1,5 0,13 (27 - T)
0,209 37 = 0,195 (27 - T)
7,733 = 5,235 - 0,195T
2,498 = 0,195T
T = 12,8°C
Таким образом, свинец остыл до 12,8 градусов Цельсия.
Для того чтобы свинец остыл до 12,8 градусов, он должен поглотить тепло ото льда, сначала плавять его до 0 градусов, а затем остыть до 12,8 градусов.
Для таяния льда:
М3 = 0,1 кг
c3 = 0,33 кДж/(кг*°C)
ΔT3 = 0 - (-10) = 10°C
Уравнение:
0,1 0,33 10 = 0,1 2,09 10 + 1,5 0,13 12,8 + М4 L
0,033 = 0,209 + 1,95 + М4 2260
0,033 = 2,159 + 2260 * М4
М4 = 0,0000146 кг
Таким образом, при остывании свинца до 27 градусов Цельсия обратится в пар 0,0000146 кг воды.