В калориметр, где уже был 1 кг льда при температуре -10°С, запустили некоторое количество пара при температуре кипения. Когда установилось равновесие, в калориметре находилась смесь воды и льда. Оцените, сколько пара могли запустить в калориметр. (Удельная теплоемкость воды: 4200Дж/кг°С, удельная теплоемкость льда: 2100Дж/кг°С, удельная теплота плавления льда: 335кДж/кг, удельная теплота парообразования: 2,26МДж/кг). Примечание: необходимо найти границы массы пара: максимально и минимально допустимые значения.
Ответы
В калориметр, где уже был 1 кг льда при температуре -10°С, запустили некоторое количество пара при температуре кипения. Когда установилось равновесие, в калориметре находилась смесь воды и льда. Оцените, сколько пара могли запустить в калориметр. (Удельная теплоемкость воды: 4200Дж/кг°С, удельная теплоемкость льда: 2100Дж/кг°С, удельная теплота плавления льда: 335кДж/кг, удельная теплота парообразования: 2,26МДж/кг). Примечание: необходимо найти границы массы пара: максимально и минимально допустимые значения.
Лед и вода могут находится в состоянии теплового равновесия если t2=0C
1) найдем минимальное количество пара для нагревания льда до 0C
Q1=с1*m1*(t2-t1) t2=0 t1=-10
Q1=L*m+ c*m*(t3-t2) t3=100 C
m= c1*m1*(t2-t1)/(L+c*Δt)=2100*1*10/(2,26*10^6 +4200*100)=0,783*10^-3 кг
2) максимальное количество пара потребуется если весь лед нагреется до 0 С и расплавится
Q2=Q1+л*m=2100*1*10 +335*10^3*1=356*10^3 Дж
M=Q2/(L+c*Δt)=356*10^3/2,68*10^6=132,83*10^-3 кг (максимальная масса пара)
Ответ 0.783 г < m <132,83 г
проверьте вычисления сами