У посудину, що містить теплу воду, впустили водяну пару масою 50 г. Розглянь графіки залежності температури речовин у посудині від часу. Визнач початкову масу води. Теплоємністю посудини знехтуй. Для розв’язування скористайся необхідними таблицями.

Дано:

$m_2=0,050$

Знайти:  $m_1$

Аналізуємо графік. Одна клітинка по вертикалі - це 20 градусів. Тоді початкова температура води 40 градусів, а кінцева температура процесу 100 градусів Цельсія. 

Процес теплообміну складається із таких складових: 

 - водяна пара з початковою температурою $100^{\circ}C$  (це температура кипіння води) при потраплянні до води конденсується і перетворюється у воду з температурою $100^{\circ}C$

 При цьому зарахунок конденсації пари $m_2$ виділяється теплота, яку отримає наша гаряча вода $m_1$ ;

- вода, що утворилася від конденсації пари $m_2$ віддає теплоту нашій воді $m_2$

Складемо рівняння теплового балансу.

$Cm_1(t_3-t_1)=qm_2+Cm_2(t_3-t_2)$       (1)

де $C,\;m_1,\;t_3,\;t_1,\;q,\;m_2,\;t_2$ - відповідно питома теплоємність води (шукаємо у таблиці), маса теплої води, кінцева температура процесу, початкова температура теплої води, питома теплота пароутворення води, маса пари, початкова температура пари. 

Звернімо увагу, що у нашому випадку кінцева температура процесу і початкова температура водяної пари однакові $t_3=t_2=100^{\circ}C$, тоді рівняння (1) набуває вигляду 

$Cm_1(t_3-t_1)=qm_2$       (2)

Із рівняння (2) виразим масу теплої води

$m_1=\frac{qm_2}{C(t_3-t_1)}$        (3)

Звернемось до таблиць.

$C=4200$ $\frac{Дж}{кг*^{\circ}C}$

                              

                                                                    $q=2400000$ $\frac{Дж}{кг}$

Підставимо дані в формулу (3).

$m_1=\frac{2400000*0,05}{4200*(100-40)}\approx 0,476$ кг

Відповідь: початкова маса теплої води 476 грамів

Ваш відгук, коментар або лайк дуже важливий для підтримки сайту. Не пошкодуйте 10 секунд свого часу. Не зрозуміли - запитуйте, поясню. Потрібна допомога - пишіть на ivankonosovskiy@gmail.com Допоможу безкоштовно