Задача по МКТ, термодинамике №71

Сколько водяного пара при температуре   ∘ 100C  надо ввести в латунный калориметр массой 100 г, в котором находится снег массой 150 г при температуре − 20∘C  , для того чтобы весь снег растаял? Удельную теплоёмкость латуни принять 380 Дж/ кг⋅∘С

Пусть масса пара m1  , удельная теплота парообразования воды L  ,        ∘ t1 = 100 C  ,      ∘ t0 = 0 C  , c1  – удельная теплоёмкость воды,       m2  – масса снега, c2  – удельная теплоёмкость снега, t2 =− 20∘C  , λ  – удельная теплота плавления снега, c3  – удельная теплоёмкость латуни, m3  – масса калориметра.
Количество теплоты, отданное паром при конденсации:

Q1 = Lm1,

количество теплоты, отданное сконденсировавшимся паром при охлаждении от t1  до t0  :

Q2 = c1m1 (t1− t0).

Количество теплоты, полученное льдом при нагревании:

Q3 = c2m2(t0− t2)

количество теплоты, полученное льдом при плавлении

Q4 =λm2

количество теплоты, полученное калориметром:

Q5 = c3m3(t0− t2)

из уравнения теплового баланса:

Q1+ Q2 = Q3+ Q4 +Q5.

                                                      cm  (t − t)+ λm  + cm  (t − t) Lm1+ c1m1(t1 − t0)= c2m2 (t0− t2) +λm2 + c3m3 (t0− t2) ⇒ m1 =-2-2-0--L2+-c(t2− t3)-3-0--2-                                                                   1 1   0

Подставим числа из условия:

     2100 Д-ж/кг⋅∘С-⋅0,15-кг⋅(0-− (−20∘C))+-330000-Дж/кг-⋅0,1-кг+-380-Дж/кг⋅∘С⋅0,15 кг⋅(0−-(−20∘C-)) m1 =                       2,3⋅106 Д ж/кг+ 4200 Дж/ кг⋅∘С ⋅(100∘C − 0∘C)                    ≈ 0,02 кг
Оцените статью
Я решу все!