Теплоизолированный сосуд содержит смесь состоящую из льда и воды массой 2 кг и 10 кг соответственно при общй температуре 0 . В сосуд подают водяной пар при температуре 100 . Какая масса воды окажется в сосуде в тот момент когда её температура будет 80
Для решения данной задачи воспользуемся принципом сохранения энергии.
Изначально в сосуде находится 2 кг льда при температуре 0 градусов и 10 кг воды при температуре 0 градусов. Общая теплоемкость системы составляет:
С = m_льда c_льда + m_воды c_воды,
где m_льда и m_воды - массы льда и воды соответственно, c_льда = 2100 Дж/(кгград) - удельная теплоемкость льда, c_воды = 4200 Дж/(кгград) - удельная теплоемкость воды.
Мы также знаем, что при температуре 0 градусов энтальпия льда и воды равна 0, а при температуре 100 градусов - сравнительно с большим сроем знаков после запятой, будет равна 333,5 и 419 кДж/кг соответственно.
Используя закон сохранения энергии, найдем массу воды, которая будет в сосуде при температуре 80 градусов:
Для решения данной задачи воспользуемся принципом сохранения энергии.
Изначально в сосуде находится 2 кг льда при температуре 0 градусов и 10 кг воды при температуре 0 градусов. Общая теплоемкость системы составляет:
С = m_льда c_льда + m_воды c_воды,
где m_льда и m_воды - массы льда и воды соответственно, c_льда = 2100 Дж/(кгград) - удельная теплоемкость льда, c_воды = 4200 Дж/(кгград) - удельная теплоемкость воды.
Мы также знаем, что при температуре 0 градусов энтальпия льда и воды равна 0, а при температуре 100 градусов - сравнительно с большим сроем знаков после запятой, будет равна 333,5 и 419 кДж/кг соответственно.
Используя закон сохранения энергии, найдем массу воды, которая будет в сосуде при температуре 80 градусов:
m_воды1 = (m_льда c_льда t1 + m_воды c_воды t1 - m_воды c_воды t2) / (c_воды * (t1 - t2)),
где t1 = 100 градусов, t2 = 80 градусов.
Подставляя все известные данные, получим:
m_воды1 = (2 2100 100 + 10 4200 100 - 10 4200 80) / (4200 * (100 - 80)) = 7.5 кг.
Таким образом, при температуре 80 градусов в сосуде окажется 7.5 кг воды.