В сосуде, теплоёмкость которого равна 188 Дж/\circ С, находится 2 л воды и 1,2 кг льда при 0 \circ С. Чтобы получить воду с температурой 12 \circ С, в сосуд впускают водяной пар при 100 \circ С. Рассчитай массу пара. (Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/кг*\circ С, удельная теплота парообразования L = 2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда \(\lambda\) = 330000 Дж/кг.) Ответ (округли до целого числа):

Привет! Сейчас помогу тебе разобраться с этой задачкой по физике. Она интересная и вполне решаемая.

Решение:

1. Нагрев льда до температуры плавления:

   Лед уже находится при температуре плавления, поэтому этот шаг не требуется. \(Q_1 = 0\)

2. Плавление льда:

   Для плавления льда необходимо количество теплоты: \[Q_2 = m_{льда} \cdot \lambda = 1.2 \cdot 330000 = 396000 \text{ Дж}\]

3. Нагрев воды, получившейся из льда, до 12°C:

   Нагреваем воду массой 1,2 кг от 0°C до 12°C: \[Q_3 = m_{льда} \cdot c \cdot \Delta t = 1.2 \cdot 4200 \cdot 12 = 60480 \text{ Дж}\]

4. Нагрев 2 л воды до 12°C:

   2 л воды это 2 кг. Нагреваем от 0°C до 12°C: \[Q_4 = m_{воды} \cdot c \cdot \Delta t = 2 \cdot 4200 \cdot 12 = 100800 \text{ Дж}\]

5. Конденсация пара:

   Пусть масса пара равна m. При конденсации пара выделяется теплота: \[Q_5 = m \cdot L = m \cdot 2260000 \text{ Дж}\]

6. Охлаждение конденсата (воды) от 100°C до 12°C:

   Вода, образовавшаяся из пара, охлаждается от 100°C до 12°C: \[Q_6 = m \cdot c \cdot \Delta t = m \cdot 4200 \cdot (100 - 12) = m \cdot 4200 \cdot 88 = m \cdot 369600 \text{ Дж}\]

7. Уравнение теплового баланса:

   Сумма теплоты, полученной при конденсации пара и охлаждении конденсата, равна сумме теплоты, затраченной на плавление льда и нагрев воды: \[Q_5 + Q_6 = Q_2 + Q_3 + Q_4\] \[m \cdot 2260000 + m \cdot 369600 = 396000 + 60480 + 100800\] \[2629600m = 557280\] \[m = \frac{557280}{2629600} \approx 0.2119 \text{ кг}\]

Ответ:

Масса водяного пара, который нужно впустить в сосуд, составляет примерно 0.2119 кг. Округлим до целого числа: 212 г.

Ответ: 212

Проверка за 10 секунд: Убедись, что учтены все этапы изменения агрегатного состояния и температуры веществ, а также правильно составлено уравнение теплового баланса.

Доп. профит (Редфлаг): Внимательно следи за единицами измерения и правильно округляй результат в соответствии с требованиями задачи.