В латунном калориметре массой m1 = 200 г находится кусок льда массой m2 = 100 г при температуре t1 = −10∘C. Сколько пара, имеющего температуру t2 = 100∘C, необходимо впустить в калориметр, чтобы образовавшаяся вода имела температуру 40∘C? Удельная теплоёмкость латуни c = 0,4⋅10^3 Дж/(кг⋅К).
В латунном калориметре массой m1 = 200 г находится кусок льда массой m2 = 100 г при температуре t1 = −10∘C. Сколько пара, имеющего температуру t2 = 100∘C, необходимо впустить в калориметр, чтобы образовавшаяся вода имела температуру 40∘C? Удельная теплоёмкость латуни c = 0,4⋅10^3 Дж/(кг⋅К).
Похожие вопросы
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Для начала определим количество теплоты, необходимое для нагревао льда до 0°C, его плавления, нагревания воды до 40°C и для нагрева смеси до 40°C.
Нагревание льда до 0°C:
Q1 = m2 c_л Δt, где c_л - удельная теплоемкость льда, Δt = 0 - (-10) = 10°C.
Плавление льда:
Q2 = m2 * L_п.
Нагревание воды от 0°C до 40°C:
Q3 = m2 c_ж Δt, где c_ж - удельная теплоемкость воды.
Нагревание смеси до 40°C:
Q4 = (m1 + m2) c Δt.
Суммарное количество теплоты:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4.
Объем водяного пара можно определить через закон Гей-Люссака-Мариотта:
P1 V1 = P2 V2, где P1 - давление и объем в начальный момент, P2 - давление и объем в конечный момент.
Подставляем значения и получаем уравнение, которое можно решить для нахождения V2.
Принимая во внимание, что при изохорическом процессе работа равна 0, запишем уравнение для первого начала термодинамики:
Q = ΔU + A, где ΔU - изменение внутренней энергии системы, A - работа, считаемая положительной при выполнении над системой.
Таким образом, найдя Q, находим ΔU и находим необходимую массу водяного пара.