1. В сосуд, содержащий 3,5 л воды при температуре 15 0С опустили стальную деталь, нагретую до температуры 600 0С. Вода нагрелась до 100 0С и...
Условие:
Решение:
Для решения этой задачи нам понадобятся следующие формулы:
-
Формула для расчета теплоты, переданной от детали к воде: Q = m * c * ΔT, где Q - теплота, m - масса, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
-
Формула для расчета теплоты, необходимой для испарения воды: Q = m * L, где Q - теплота, m - масса, L - удельная теплота парообразования.
Давайте решим задачу по шагам:
-
Рассчитаем теплоту, переданную от детали к воде: Q1 = m1 * c1 * ΔT1, где m1 - масса воды, c1 - удельная теплоемкость воды, ΔT1 - изменение температуры воды. ΔT1 = 100 °C - 15 °C = 85 °C. Q1 = m1 * 4200 Дж/кг°C * 85 °C.
-
Рассчитаем теплоту, необходимую для испарения 100 г воды: Q2 = m2 * L, где m2 - масса испарившейся воды, L - удельная теплота парообразования. Q2 = 100 г * 2,2 МДж/кг.
-
Так как теплота, переданная от детали к воде, равна теплоте, необходимой для испарения воды, то: Q1 = Q2. m1 * 4200 Дж/кг°C * 85 °C = 100 г * 2,2 МДж/кг.
Теперь мы можем решить уравнение и найти массу детали:
m1 = (100 г * 2,2 МДж/кг) / (4200 Дж/кг°C * 85 °C).
Подставим значения и рассчитаем:
m1 = (0,1 кг * 2,2 МДж/кг) / (4200 Дж/кг°C * 85 °C).
m1 = 0,1 кг * 2,2 МДж / (4200 Дж/кг°C * 85 °C).
m1 = 0,1 кг * 2,2 МДж / (357000 Дж/кг°C).
m1 ≈ 0,0062 кг.
Таким образом, масса детали составляет примерно 0,0062 кг.