Question

ПОМОЖІТЬ БУДЬ-ЛАСКА ДАЮ 50 БАЛОВ!!!!!!


У відкриту зверху посудину, в якій знаходилася вода об’ємом V = 1 л при температурі t1 = 20 °C, кинули шматок заліза масою m = 100 г, температура якого дорівнювала t0 = 500 °C. Частина води при цьому дуже швидко випарувалася. Через деякий час температура води стала рівною t2 = 24 °C. Скільки грамів води випарувалося? Питома теплоємність води с1 = 4200 Дж/(кг·°C), її питома теплота пароутворення за температури кипіння L = 2,3 МДж/кг, а густина ρ = 1000 кг/м3 . Питома теплоємність заліза с2 = 460 Дж/(кг·°C). Посудина добре ізольована від навколишнього середовища, її теплоємністю можна знехтувати.


​

Answer 1

Спочатку потрібно знайти кількість тепла, яку залізо віддало воді, щоб визначити масу випарованої води. Для цього використовуємо формулу:

Q = mcΔT

де Q - кількість тепла, м - маса тіла, c - його питома теплоємність, ΔT - зміна температури.

Спочатку знайдемо кількість тепла, яку залізо віддало воді:

Q1 = mcΔT = 0,1 кг * 460 Дж/(кг·°C) * (500 °C - 20 °C) = 20 760 Дж

Ця кількість тепла перейшла на нагрівання води і випаровування її деякої кількості. Знайдемо масу випарованої води за допомогою формули:

Q2 = mL

де L - питома теплота пароутворення, а Q2 - кількість тепла, необхідна для випарування маси m2 води.

Спочатку знайдемо кількість тепла, необхідну для нагрівання води з температури t1 до t2:

Q3 = mcΔT = 1 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * (24 °C - 20 °C) = 16 800 Дж

Загальна кількість тепла, необхідна для нагрівання води і випарування її деякої кількості, дорівнює Q1 + Q2 + Q3. Таким чином, ми можемо записати рівняння:

Q1 + Q2 + Q3 = 0

20 760 Дж + m2 * 2,3 МДж/кг + 16 800 Дж = 0

Перетворимо його для знаходження m2:

m2 = - (20 760 Дж + 16 800 Дж) / (2,3 МДж/кг) = 0,016 кг

Отже, випарувалося 16 грамів води.