Какая температура установится в калориметре после впуска 10 г водяного пара при температуре 100∘c, и каково будет

Стрекоза

16

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.

1) Для начала, нам необходимо учесть закон сохранения энергии. В данной задаче предполагается, что энергия не переходит через стенки калориметра, поэтому всю энергию примет вода.

2) Вода в калориметре принимает тепло, вызывая ее охлаждение и конденсацию пара. Если обозначить начальную температуру воды в калориметре как \(T_0\), конечную температуру как \(T_1\), массу воды как \(m\), удельную теплоту парообразования как \(L\), то можно записать следующее уравнение:

\[
m \cdot (T_1 - T_0) = -m \cdot L
\]

3) Теплота парообразования \(L\) мы знаем и она равна 2260 кДж/кг.

4) Для дальнейших вычислений, нам нужно найти массу водяного пара \(m\).

5) Масса водяного пара \(m\) вычисляется по формуле:
\[
m = \frac{m_{\text{пара}}}{M_{\text{пара}}}
\]
где \(m_{\text{пара}}\) - масса пара, \(M_{\text{пара}}\) - молярная масса пара.

6) Молярная масса водяного пара \(M_{\text{пара}}\) равна приблизительно 18 г/моль.

7) Подставив полученные значения в уравнение, мы можем рассчитать конечную температуру воды в калориметре и ее содержимое:
\[
T_1 = \frac{-m \cdot L}{m} + T_0
\]
\[
T_1 = -L + T_0
\]

8) Таким образом, конечная температура воды в калориметре будет равна температуре начала испарения воды.

9) Ответ: температура воды в калориметре после впуска 10 г водяного пара при температуре 100∘C будет равна температуре начала испарения воды при атмосферном давлении, которая равна 100∘C. Содержимое калориметра после достижения теплового равновесия также будет вода.