В латунном калориметре массой m1=200г находится кусок льда массой m2=100г при температуре t1=-10 градусов цельсия Сколько пара, имеющего температуру t2=100 градусов цельсия необходимо впустить в калориметр, чтобы образовавшаяся вода имела температуру t=40градусов цельсия Удельная теплоёмкость латуни с лат=400Дж/кг на градус цельсия

Для решения этой задачи можно воспользоваться законом сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы его температура поднялась до 0 градусов Цельсия и он начал плавиться:

Q1 = m2 * c * Δt где c - удельная теплоемкость льда (2100 Дж/кг на градус Цельсия), Δt - изменение температуры.

Q1 = 100г * 2100Дж/кг * 10 градусов = 21000Дж

Затем найдем количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы он полностью расплавился:

Q2 = m2 * L где L - удельная теплота плавления льда (334000 Дж/кг).

Q2 = 100г * 334000Дж/кг = 33400Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое необходимо передать образовавшейся воде, чтобы ее температура поднялась до 40 градусов Цельсия:

Q3 = (m1 + m2) * c * Δt где m1 и m2 - массы латуни и воды соответственно, c - удельная теплоемкость латуни, Δt - изменение температуры.

Q3 = (200г + 100г) * 400Дж/кг * 50 градусов = 45000Дж

Итак, общее количество теплоты, которое необходимо передать системе, равно сумме Q1, Q2 и Q3:

Qобщ = Q1 + Q2 + Q3 = 21000Дж + 33400Дж + 45000Дж = 99400Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое передаст пара при остывании от температуры 100 градусов Цельсия до 40 градусов Цельсия:

Qпара = mпара * cпара * Δt где mпара - масса пара, cпара - удельная теплоемкость пара (2000 Дж/кг на градус Цельсия), Δt - изменение температуры.

Qпара = mпара * 2000Дж/кг * 60 градусов

Теперь найдем, сколько пара необходимо впустить в калориметр:

mпара = Qобщ / (cпара * Δt) = 99400Дж / (2000Дж/кг * 60 градусов) ≈ 0.83 кг

Таким образом, необходимо впустить примерно 0.83 кг пара, чтобы образовавшаяся вода имела температуру 40 градусов Цельсия.