Сколько водяного пара при 100 надо внести в латунный калориметр массой 100гр, в котором находиться снег массой 150 гр при температуре -20 , для того что бы весь снег растаял?
Для решения этой задачи необходимо рассмотреть тепловой баланс системы.
При растворении снега необходимо, чтобы тепло, выделяющееся при конденсации водяного пара, было достаточным для плавления снега. Также учтем, что в калориметре будет некоторое количество воды, которое также должно быть выведено из состояния пара.
Рассчитаем тепло, необходимое для плавления снега: Q1 = m L, где m - масса снега, L - удельная теплота плавления снега. Q1 = 150 г 334 кДж/кг = 50.1 кДж
Рассчитаем тепло, необходимое для нагрева рассматриваемой массы воды: Q2 = m c ΔT, где c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры. Q2 = (100 г + 150 г) 4,18 Дж/(гС) * 20 С = 12516 Дж
Суммарное тепло, которое необходимо выделить в процессе конденсации водяного пара: Q_total = Q1 + Q2 = 12566 кДж
Рассчитаем количество водяного пара при 100°С, которое это тепло может выделить: Q_total = m * L_v, где L_v - удельная теплота конденсации водяного пара. m = Q_total / L_v = 12566 кДж / 2257 кДж/кг = 5,56 кг
Ответ: чтобы весь снег растаял, необходимо добавить около 5,56 кг водяного пара при 100 °С в латунный калориметр.
Для решения этой задачи необходимо рассмотреть тепловой баланс системы.
При растворении снега необходимо, чтобы тепло, выделяющееся при конденсации водяного пара, было достаточным для плавления снега. Также учтем, что в калориметре будет некоторое количество воды, которое также должно быть выведено из состояния пара.
Рассчитаем тепло, необходимое для плавления снега:
Q1 = m L, где m - масса снега, L - удельная теплота плавления снега.
Q1 = 150 г 334 кДж/кг = 50.1 кДж
Рассчитаем тепло, необходимое для нагрева рассматриваемой массы воды:
Q2 = m c ΔT, где c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
Q2 = (100 г + 150 г) 4,18 Дж/(гС) * 20 С = 12516 Дж
Суммарное тепло, которое необходимо выделить в процессе конденсации водяного пара:
Q_total = Q1 + Q2 = 12566 кДж
Рассчитаем количество водяного пара при 100°С, которое это тепло может выделить:
Q_total = m * L_v, где L_v - удельная теплота конденсации водяного пара.
m = Q_total / L_v = 12566 кДж / 2257 кДж/кг = 5,56 кг
Ответ: чтобы весь снег растаял, необходимо добавить около 5,56 кг водяного пара при 100 °С в латунный калориметр.