дано:
Масса испарившейся воды m_вода = 2 г = 0,002 кг.
Температура воды T_вода = 100 °C.
Температура стали T_сталь = 110 °C.
Удельная теплоёмкость стали c_сталь = 460 Дж/(кг·К).
Удельная теплота парообразования воды L_пар = 2260 кДж/кг = 2,26 * 10^6 Дж/кг.
найти:
Массу стального шара m_шар.
решение:
1. Количество теплоты Q, необходимое для испарения воды:
Q = m_вода * L_пар = 0,002 кг * 2,26 * 10^6 Дж/кг = 4520 Дж.
2. Эта теплота была передана воде от стального шара. Мы знаем, что шар охлаждается от 110 °C до 100 °C, и вся теплота, переданная воде, будет использована для охлаждения шара.
3. Количество теплоты, которое отдаст стальной шар при охлаждении:
Q_шар = m_шар * c_сталь * (T_сталь - T_вода) = m_шар * 460 Дж/(кг·К) * (110 °C - 100 °C).
Q_шар = m_шар * 460 * 10 = m_шар * 4600 Дж.
4. Поскольку количество теплоты, переданное шаром, равно количеству теплоты, необходимому для испарения воды, то:
Q_шар = Q.
m_шар * 4600 Дж = 4520 Дж.
5. Решим уравнение относительно m_шар:
m_шар = 4520 Дж / 4600 Дж/кг ≈ 0,983 кг.
ответ:
Масса стального шара составляет примерно 0,983 кг.