МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ.

ЗАДАЧА 10.

В теплоизолированном сосуде находятся вода и лед при температуре  . Массы воды и льда соответственно равны 0,5 кг и 60 г. В воду впускается водяной пар массой 10 г при температуре  . Какой станет температура воды в сосуде после установления теплового равновесия? Теплоемкость сосуда в расчетах не учитывать.

Дано:

_______________________

Решение:

Проверим сначала, достаточно ли выделяющегося при конденсации пара количества теплоты Q₃ для плавления льда. При конденсации пара выделяется количество теплоты Q₃:

Для плавления льда требуется количество теплоты Q₂:

Сравнение количеств теплоты Q₃ и Q₂ показывает, что  поэтому уравнение теплового баланса имеет вид:

  Теплота выделяется при конденсации пара массой   и остывании сконденсировавшейся воды от температуры до некоторого значения  , а поглощается при плавлении льда массой   и нагревании воды массой   от температуры   до равновесного значения .

  Обозначив   для разности     получим:

Уравнение теплового баланса приобретает вид:

Откуда

Тогда  .

Ответ: 276 К.