У меня есть вопрос по физике. В калориметр, где находится 100 г льда при 0°C, впустили пар при 100°C. Сколько воды будет в калориметре после того, как весь лед растает? Теплоемкостью калориметра можно пренебречь. Удельная теплота плавления льда составляет 3,3 · 10^5 Дж/кг, а удельная теплота парообразования воды — 2,26 · 10^6 Дж/кг.

Физика 8 класс Тепловые явления физика 8 класс калориметр лёд пар Теплоёмкость удельная теплота плавление парообразование расчет воды термодинамика Новый

Давайте решим эту задачу шаг за шагом, чтобы понять, сколько воды будет в калориметре после того, как весь лед растает.

Шаг 1: Определим массу льда.

• У нас есть 100 г льда, что равно 0,1 кг (поскольку 1000 г = 1 кг).

Шаг 2: Найдем количество теплоты, необходимое для плавления льда.

• Удельная теплота плавления льда составляет 3,3 · 10^5 Дж/кг.
• Количество теплоты, необходимое для плавления 0,1 кг льда, можно рассчитать по формуле:
• Q_лед = m_лед * L_пл, где L_пл - удельная теплота плавления.
• Q_лед = 0,1 кг * 3,3 · 10^5 Дж/кг = 3,3 · 10^4 Дж.

Шаг 3: Найдем количество теплоты, которое выделяет пар при конденсации.

• Удельная теплота парообразования воды составляет 2,26 · 10^6 Дж/кг.
• Обозначим массу пара, который конденсируется, как m_пар. Количество теплоты, выделяемое паром, будет равно:
• Q_пар = m_пар * L_пар, где L_пар - удельная теплота парообразования.

Шаг 4: Установим равенство теплоты.

• При конденсации пара и плавлении льда происходит обмен теплотой. Все тепло, выделенное паром, пойдет на плавление льда.
• Тогда у нас есть равенство: Q_пар = Q_лед.
• m_пар * 2,26 · 10^6 Дж/кг = 3,3 · 10^4 Дж.

Шаг 5: Найдем массу пара.

• Теперь можем выразить массу пара:
• m_пар = 3,3 · 10^4 Дж / 2,26 · 10^6 Дж/кг.
• m_пар ≈ 0,0146 кг (или 14,6 г).

Шаг 6: Подсчитаем итоговое количество воды.

• После того, как весь лед растает, у нас будет:
• 0,1 кг (лед) + 0,0146 кг (конденсировавшийся пар) = 0,1146 кг.

Ответ: В калориметре после того, как весь лед растает, будет примерно 0,1146 кг воды, что составляет 114,6 г.