В сосуде находится 200 г воды при 0 градусах. Какова будет температура смеси, если в сосуд ввести 25 г водяного пара при 100 градусах?

Физика 5 класс Теплообмен и температура смеси температура смеси водяной пар теплообмен физика термодинамика расчет температуры вода 0 градусов 100 градусов масса воды Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать принцип сохранения энергии. Мы будем считать, что вся энергия, передаваемая паром, пойдет на нагрев воды, и что потерь тепла не происходит.

Давайте разберем шаги решения:

1. Определим массу воды и пара:
• Масса воды (m1) = 200 г
• Масса водяного пара (m2) = 25 г
2. Определим начальные температуры:
• Начальная температура воды (T1) = 0 градусов Цельсия
• Начальная температура пара (T2) = 100 градусов Цельсия
3. Определим удельные теплоемкости:
• Удельная теплоемкость воды (c1) = 4,2 Дж/(г·°C)
• Удельная теплоемкость водяного пара (c2) = 2,0 Дж/(г·°C)
• Латентная теплота конденсации водяного пара (L) = 2260 Дж/г
4. Рассчитаем количество теплоты, которое отдаст пар при конденсации:
• Q1 = m2 * L = 25 г * 2260 Дж/г = 56500 Дж
5. Рассчитаем количество теплоты, которое получит вода:
• Q2 = m1 * c1 * (T_final - T1), где T_final - конечная температура смеси.
6. Установим уравнение теплового баланса:

Количество теплоты, отданное паром, равно количеству теплоты, полученному водой:

Q1 = Q2

То есть:

56500 Дж = 200 г * 4,2 Дж/(г·°C) * (T_final - 0)

7. Решим уравнение:

56500 = 840 * T_final

Теперь найдем T_final:

T_final = 56500 / 840 ≈ 67,14 °C

Ответ: Конечная температура смеси составит примерно 67,14 градуса Цельсия.