В сосуд с водой, имеющей температуру 0 градусов, впустили пар массой 1 кг при температуре 100 градусов. Сколько воды было в сосуде, если через некоторое время температура в нем установится 20 градусов?

Физика 8 класс Теплопередача и калориметрия физика 8 класс теплообмен температура пар вода масса уравнение тепла теплопередача термодинамика расчет температура воды физические процессы Новый

Для решения задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии. В данном случае, мы будем учитывать теплообмен между паром и водой.

Давайте разберемся по шагам:

1. Определим, сколько теплоты выделит пар при конденсации.
2. Пар при температуре 100 градусов конденсируется в воду, и при этом он выделяет теплоту конденсации. Теплота конденсации водяного пара составляет примерно 2260 кДж/кг.
3. Для 1 кг пара теплота, выделяемая при конденсации, будет:
• Q1 = 1 кг * 2260 кДж/кг = 2260 кДж.
4. Теперь определим, сколько теплоты получит вода.
5. После конденсации пар превратится в воду и будет нагреваться до 20 градусов. Начальная температура этой воды будет 100 градусов (температура пара) и конечная температура 20 градусов.
6. Тепло, которое получит вода, можно вычислить по формуле:
• Q2 = m * c * ΔT,
• где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды (около 4.18 кДж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры.
7. ΔT = 100 - 20 = 80 градусов.
8. Теперь подставим значения в формулу:
• Q2 = m * 4.18 кДж/(кг·°C) * 80°C.
9. Теперь у нас есть два уравнения:
• Q1 = Q2,
• 2260 кДж = m * 4.18 кДж/(кг·°C) * 80°C.
10. Решим это уравнение для массы воды (m):
• m = 2260 кДж / (4.18 кДж/(кг·°C) * 80°C),
• m = 2260 / 334.4 ≈ 6.76 кг.

Ответ: В сосуде было примерно 6.76 кг воды.