В калориметр с водой, находящейся при температуре кипения, был помещён медный шар массой m=0,50 кг, температура которого составляет t=500°C. Какова масса воды, которая испарится в результате этого процесса? Теплоемкостью калориметра можно пренебречь.

Физика 9 класс Теплота и теплосодержание калориметр вода температура кипения медный шар масса испарение Теплоёмкость физика 9 класс задача по физике термодинамика теплообмен температура Энергия конденсация парообразование Новый

Ответ: 34 грамма

Объяснение:

В данной задаче нам нужно определить массу воды, которая испарится, когда медный шар, нагретый до высокой температуры, будет помещен в калориметр с водой при температуре кипения.

Давайте разберем, что нам известно:

• Масса медного шара (m₁): 0,50 кг
• Удельная теплоемкость меди (c₁): 390 Дж/(кг·°С)
• Начальная температура медного шара (t₁): 500°C
• Температура воды (t₂): 100°C (температура кипения воды)
• Удельная теплота парообразования воды (r): 2,3·10⁶ Дж/кг

Теперь, чтобы найти, сколько воды испарится, нам нужно сначала рассчитать, сколько тепла отдаст медный шар, когда он будет остывать до температуры воды.

1. Расчет количества теплоты, отданной медным шаром (Q₁):

Q₁ можно вычислить по формуле: Q₁ = m₁ · c₁ · (t₁ - t₂)

Подставляем наши значения: Q₁ = 0,50 кг · 390 Дж/(кг·°С) · (500°C - 100°C) Q₁ = 0,50 · 390 · 400 = 78 000 Дж или 0,078·10⁶ Дж

2. Расчет количества теплоты, необходимого для испарения воды (Q₂):

Количество теплоты, необходимое для испарения некоторой массы воды (m₂), можно найти по формуле: Q₂ = r · m₂

где r - удельная теплота парообразования воды.

3. Согласно закону сохранения энергии:

Количество теплоты, отданное медным шаром (Q₁), равно количеству теплоты, необходимому для испарения воды (Q₂): Q₁ = Q₂

Подставляем наши выражения: 0,078·10⁶ = 2,3·10⁶ · m₂

Теперь, чтобы найти массу испарившейся воды (m₂), делим обе стороны уравнения на 2,3·10⁶: m₂ = 0,078·10⁶ / 2,3·10⁶

После вычислений получаем: m₂ ≈ 0,034 кг

Так как мы хотим ответ в граммах, переводим килограммы в граммы: 0,034 кг = 34 грамма.

Таким образом, в результате процесса 34 грамма воды испарится.