В сосуд, содержащий воду при температуре 20°C, впускают стоградусный пар массой 6,72 кг. Сколько литров воды было в сосуде, если в результате теплообмена её объём увеличился на 2,52 л?

Физика 8 класс Теплообмен и теплоёмкость физика 8 класс теплообмен температура воды пар объем воды задачи по физике расчет объема теплообмен в сосуде физические явления уроки физики Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения энергии, который гласит, что количество теплоты, переданное паром, равно количеству теплоты, полученному водой. Давайте разберем шаги решения:

1. Определим количество теплоты, переданное паром.

   Пар конденсируется в воду, и при этом выделяется теплота. Количество теплоты, выделяемое при конденсации, можно рассчитать по формуле:

   Q = m * L,

   где:

   • Q - количество теплоты (в джоулях),
   • m - масса пара (в килограммах),
   • L - скрытая теплота конденсации водяного пара (примерно 2260 кДж/кг).

   Подставим значения:

   m = 6,72 кг, L = 2260 кДж/кг = 2260000 Дж/кг.

   Q = 6,72 * 2260000 = 15139200 Дж.

2. Определим количество теплоты, полученное водой.

   Вода нагревается от 20°C до 100°C (температура конденсации пара). Количество теплоты, полученное водой, можно рассчитать по формуле:

   Q = m * c * ΔT,

   где:

   • m - масса воды (в килограммах),
   • c - удельная теплоемкость воды (примерно 4200 Дж/(кг·°C)),
   • ΔT - изменение температуры (в °C).

   ΔT = 100 - 20 = 80°C.

   Теперь подставим значения:

   Q = m * 4200 * 80.

3. Сравним количество теплоты.

   Так как количество теплоты, переданное паром, равно количеству теплоты, полученному водой, мы можем записать:

   15139200 = m * 4200 * 80.

   Теперь найдем массу воды:

   m = 15139200 / (4200 * 80) = 45.0 кг.

4. Определим объем воды в сосуде.

   Теперь, зная массу воды, можем определить объем. Удельная плотность воды составляет примерно 1 кг/л, следовательно, 45.0 кг воды соответствует 45.0 л.

   Однако нам известно, что объем увеличился на 2.52 л. Это означает, что первоначальный объем воды был:

   V_initial = V_final - ΔV = 45.0 л - 2.52 л = 42.48 л.

Таким образом, в сосуде изначально было 42.48 литра воды.