Для решения данной задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии․
Сначала найдем количество теплоты‚ которое нам необходимо передать системе‚ чтобы нагреть и расплавить лед․ Для этого воспользуемся следующей формулой⁚
Q m_лед * L m_вода * c * ΔT
где Q ⏤ количество переданной теплоты‚ m_лед — масса льда‚ L ⏤ удельная теплота плавления льда‚ m_вода ⏤ масса воды‚ c — удельная теплоемкость воды‚ ΔT — разность температуры
m_лед 0․8 кг
m_вода 2 л * 1000 г/л 2000 г
L 330000 Дж/кг
c 4200 Дж/кг • °C
ΔT 6°C — 0°C 6°C
Подставляя данные в формулу‚ получаем⁚
Q 0․8 кг * 330000 Дж/кг 2000 г * 4200 Дж/кг • °C * 6°C
Q 264000 Дж 5040000 Дж
Q 5304000 Дж
Теперь найдем количество теплоты‚ которое передает пар при 100°C системе‚ чтобы охладиться до 6°C⁚
Q m_пар * L m_вода * c * ΔT
где m_пар ⏤ масса пара‚ L — удельная теплота парообразования‚ m_вода — масса воды‚ c ⏤ удельная теплоемкость воды‚ ΔT — разность температуры
Для нахождения m_пар решим уравнение относительно m_пар⁚
Q m_пар * L 2000 г * 4200 Дж/кг • °C * (6°C — 100°C)
5304000 Дж m_пар * 2260000 Дж/кг 2000 г * 4200 Дж/кг • (-94°C)
5304000 Дж ⏤ 2000 г * 4200 Дж/кг • (-94°C) m_пар * 2260000 Дж/кг
5304000 Дж 788400000 Дж m_пар * 2260000 Дж/кг
793704000 Дж m_пар * 2260000 Дж/кг
m_пар 793704000 Дж / 2260000 Дж/кг
m_пар ≈ 351 г
Таким образом‚ масса пара‚ необходимая для получения воды с температурой 6°C‚ составляет около 351 г․