В латунный калориметр массой 0,2 кг, содержащий 0,35 кг воды, впускают пар при 100°C. Какое количество пара необходимо впустить, чтобы температура воды в калориметре повысилась с 8 до 40°C?

Физика 8 класс Тепловые явления калориметр латунный калориметр масса калориметра масса воды температура воды пар 100°C количество пара повышение температуры физика 8 класс задачи по физике Новый

Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии, который гласит, что количество теплоты, отданное паром, равно количеству теплоты, полученному водой и калориметром.

Давайте обозначим:

• m_вода = 0,35 кг - масса воды;
• m_{калориметр} = 0,2 кг - масса калориметра;
• c_вода = 4200 Дж/(кг·°C) - удельная теплоемкость воды;
• c_{калориметр} = 380 Дж/(кг·°C) - удельная теплоемкость латуни;
• T_нач = 8°C - начальная температура воды;
• T_кон = 40°C - конечная температура воды;
• m_пар - масса пара, которую мы ищем;
• L_пара = 2260·10³ Дж/кг - скрытая теплота парообразования.

Сначала найдем количество теплоты, которое необходимо для нагрева воды и калориметра:

1. Для воды:
• Q_вода = m_вода * c_вода * (T_кон - T_нач)
• Q_вода = 0,35 * 4200 * (40 - 8) = 0,35 * 4200 * 32 = 47040 Дж.
2. Для калориметра:
• Q_{калориметр} = m_{калориметр} * c_{калориметр} * (T_кон - T_нач)
• Q_{калориметр} = 0,2 * 380 * (40 - 8) = 0,2 * 380 * 32 = 2432 Дж.

Теперь суммируем количество теплоты:

Q_общая = Q_вода + Q_{калориметр} = 47040 + 2432 = 49472 Дж.

Теперь найдем, какое количество пара необходимо для передачи этого количества теплоты:

Q_пар = m_пар * L_пара

Приравняем количество теплоты, отданное паром, к количеству теплоты, полученному водой и калориметром:

m_пар * L_пара = Q_общая

Теперь подставим значения:

m_пар * 2260000 = 49472

Решим уравнение для m_пар:

m_пар = 49472 / 2260000 ≈ 0,0219 кг.

Ответ: Необходимо впустить примерно 0,0219 кг пара, чтобы температура воды в калориметре повысилась с 8 до 40°C.