В латунном калориметре массой `m_1=200  "г"` находится кусок льда массой `m_2=100  "г"` при температуре `t_1=-10^@"C"`. Сколько пара, имеющего температуру `t_2=100^@"C"` необходимо впустить в калориметр, чтобы образовавшаяся вода имела температуру `t=40^@"C"`? Удельная теплоёмкость латуни `c_"лат"=400"Дж"/("кг"*^@"C")`.

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы его температура поднялась до 0°C и он стал жидким:

Q_1 = m_2 * c_л * (0 - (-10)) = 100 г * 2100 Дж/(кг*°C) * 10°C = 210000 Дж

Затем найдем количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы он превратился в жидкую воду при 0°C:

Q_2 = m_2 * L = 100 г * 333.5 кДж/кг = 33350 Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое необходимо передать льду, чтобы его температура поднялась до 40°C:

Q_3 = m_2 * c_в * (40 - 0) = 100 г * 4200 Дж/(кг*°C) * 40°C = 168000 Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое необходимо передать латуни, чтобы ее температура поднялась до 40°C:

Q_4 = m_1 * c_лат * (40 - (-10)) = 200 г * 400 Дж/(кг*°C) * 50°C = 400000 Дж

Общее количество теплоты, которое необходимо передать системе:

Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 = 210000 Дж + 33350 Дж + 168000 Дж + 400000 Дж = 821350 Дж

Теперь найдем количество теплоты, которое передастся пару при его охлаждении с температуры 100°C до 40°C:

Q_пара = m_пара * c_пара * (100 - 40) = m_пара * 2000 Дж/(кг*°C) * 60°C

Теперь найдем массу пара, которую необходимо впустить в калориметр:

m_пара = Q / (c_пара * (100 - 40)) = 821350 Дж / (2000 Дж/(кг*°C) * 60°C) ≈ 6.85 кг

Итак, чтобы образовавшаяся вода имела температуру 40°C, необходимо впустить в калориметр примерно 6.85 кг пара.