Задание 8 ЕГЭ по физике · задача 66DF52
В калориметр с водой опущена трубка. По трубке в воду впускают водяной пар при температуре 100 ° С. В некоторый момент масса воды перестаёт увеличиваться, хотя пар по-прежнему пропускают. Первоначальная масса воды 460 г, а температура 0 ° С. Определите массу сконденсировавшегося пара. Тепловыми потерями пренебречь.
Показать ответ и разбор
Ответ: 84 г
Разбор
Когда пар пропускают через воду, он конденсируется и отдаёт теплоту, нагревая воду. Масса воды перестаёт расти, когда температура достигает 100 °C: дальше пар просто проходит сквозь кипящую воду, не конденсируясь.
Запишем уравнение теплового баланса. Вся теплота, выделившаяся при конденсации пара, идёт на нагрев воды от 0 °C до 100 °C:
mп $\cdot r = m$в $\cdot c \cdot \Delta T$
Здесь $r = 2,3\cdot 10^{6}$ Дж/кг — удельная теплота парообразования, $c = 4,2\cdot 10^{3}$ Дж/(кг$\cdot°C)$ — удельная теплоёмкость воды, $\Delta T = 100 °C, m$в $= 0,46$ кг.
Подставляем значения:
mп $= (0,46 \cdot 4,2\cdot 10^{3} \cdot 100) / 2,3\cdot 10^{6} = 84$ г.
Таким образом, сконденсировалось 84 г пара.
Запишем уравнение теплового баланса. Вся теплота, выделившаяся при конденсации пара, идёт на нагрев воды от 0 °C до 100 °C:
mп $\cdot r = m$в $\cdot c \cdot \Delta T$
Здесь $r = 2,3\cdot 10^{6}$ Дж/кг — удельная теплота парообразования, $c = 4,2\cdot 10^{3}$ Дж/(кг$\cdot°C)$ — удельная теплоёмкость воды, $\Delta T = 100 °C, m$в $= 0,46$ кг.
Подставляем значения:
mп $= (0,46 \cdot 4,2\cdot 10^{3} \cdot 100) / 2,3\cdot 10^{6} = 84$ г.
Таким образом, сконденсировалось 84 г пара.