Сосуд содержит 2 л воды и лед при общей температуре 0 °С. После введения 380 г водяного пара при температуре 100 °С лед растаял и вся вода нагрелась до 70 °С

Уточнение деталей вопроса

Сосуд содержит 2 л воды и лед при общей температуре 0 °С. После введения 380 г водяного пара при температуре 100 °С лед растаял и вся вода нагрелась до 70 °С. Сколько льда было в сосуде? Теплоемкость сосуда 57 Дж/К.

Ответ на вопрос

Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. При введении 380 г водяного пара при температуре 100 °С происходит конденсация пара, при этом выделяется определенное количество теплоты, которое уходит на нагревание льда и воды в сосуде. При этом температура льда остается на уровне 0 °С, пока весь лед не растает.

Известно, что теплоемкость сосуда составляет 57 Дж/К. При этом, чтобы растопить 380 г льда, необходимо затратить 380 * 334 = 127120 Дж теплоты. Для нагревания 2 л воды с температуры 0 °С до 70 °С необходимо затратить 2 * 70 * 4186 = 585320 Дж теплоты. Таким образом, общее количество теплоты, выделившееся при конденсации пара, составляет 712440 Дж.

С учетом теплоемкости сосуда, можно записать уравнение:

Q = C * ΔT

где Q — количество теплоты, выделившееся при конденсации пара, C — теплоемкость сосуда, ΔT — изменение температуры сосуда.

Подставляя известные значения, получаем:

712440 = 57 * ΔT

ΔT = 12490 К

Таким образом, температура сосуда увеличилась на 12490 К. Известно, что для нагревания 1 г льда на 1 °С необходимо затратить 2,09 Дж теплоты. Следовательно, чтобы нагреть лед до 0 °С, необходимо затратить 380 * 2,09 = 794,2 Дж теплоты. Таким образом, в сосуде было 0,38 кг льда (или 380 г).