Какая будет конечная температура в калориметре, если в него впустить 100 г воды паром при температуре 100 °С, если

Валера

40

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Позвольте мне пояснить каждый шаг подробно.

1. Сначала определим количество тепла, необходимого для нагревания одного грамма воды до определенной температуры. Для воды это значение составляет 1 калория/градус Цельсия.

2. Подсчитаем количество тепла, необходимого для нагревания 100 г воды, которая находится при температуре выше комнатной. Пусть начальная температура этой воды равна \(T_1\) °С, а искомая температура в калориметре после смешения будет равна \(T\) °С.

Для этого используем формулу:

\[Q_1 = m_1 \cdot c \cdot (T - T_1)\]

Где:
\(Q_1\) - количество тепла,
\(m_1\) - масса первой порции воды,
\(c\) - удельная теплоемкость воды,
\(T\) - искомая температура в калориметре.

3. Теперь определим количество тепла, необходимого для превращения 100 г пара воды при 100 °С в жидкость при той же температуре. Для этого используем также формулу:

\[Q_2 = m_2 \cdot L\]

Где:
\(Q_2\) - количество тепла,
\(m_2\) - масса второй порции воды,
\(L\) - удельная теплота конденсации.

4. Теперь применим закон сохранения энергии, согласно которому количество тепла, выделившееся при конденсации пара, равно количеству тепла, поглощенному остальными телами.

Таким образом, получаем уравнение:

\[Q_1 = Q_2\]

Подставляем значения:

\[m_1 \cdot c \cdot (T - T_1) = m_2 \cdot L\]

5. Теперь можем решить это уравнение относительно искомой температуры \(T\). Для этого выразим \(T\) следующим образом:

\[T = \frac{{m_2 \cdot L + m_1 \cdot c \cdot T_1}}{{m_1 \cdot c}}\]

6. Таким образом, мы получаем окончательное выражение для искомой температуры \(T\) в калориметре после смешения. Мы можем просто подставить значения в это выражение и решить уравнение:

\[T = \frac{{100 \cdot L + 100 \cdot c \cdot T_1}}{{100 \cdot c}}\]

Теперь вы можете использовать это решение для расчета и получения конечной температуры в калориметре.