21
АвгустПожалуйста,помогите решить задачу,очень срочно! Лед массой 100 грамм при температуре -10 градусов Цельсия…
Предмет: Физика
Уровень: 5 - 9 класс
Пожалуйста,помогите решить задачу,очень срочно! Лед массой 100 грамм при температуре -10 градусов Цельсия нагрели до нуля,расплавили и полученную воду нагрели до 10 градусов Цельсия. Определить требуемое количество теплоты.
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулы для определения давления насыщенного пара воды при заданной температуре и плотности насыщенного пара водяного пара при этой температуре.
1. **Через плотность насыщенного пара:**
Плотность насыщенного пара (ρ) воды при 22°C составляет 0.02 г/см³. Плотность насыщенного пара водяного пара при 22°C равна плотности воды при этой же температуре. Таким образом, для воды при 22°C ρ = 0.02 г/см³.
Объем пара (V) можно рассчитать, используя формулу:
[ V = frac{m}{rho} ]
где:
— ( m ) — масса воды,
— ( rho ) — плотность пара.
Подставив значения, получаем:
[ V = frac{50 г}{0.02 г/см³} = 2500 см³ ]
Масса пара (m) можно рассчитать, учитывая, что 1 см³ пара воды при 22°C равен 0.000804 г:
[ m = V times 0.000804 г/см³ = 2500 см³ times 0.000804 г/см³ = 2.01 г ]
Таким образом, из заданных 50 г воды испарится 2.01 г, а 50 — 2.01 = 47.99 г воды останется.
2. **Через давление насыщенного пара:**
Давление насыщенного пара воды при 22°C составляет 2.64 кПа. Масса пара (m) можно рассчитать, используя формулу Клапейрона-Клаузиуса:
[ m = frac{PV}{RT} ]
где:
— ( P ) — давление насыщенного пара,
— ( V ) — объем пара,
— ( R ) — универсальная газовая постоянная (8.314 Дж/(моль·К)),
— ( T ) — температура в Кельвинах.
Переведем температуру в Кельвины:
[ T = 22°C + 273.15 = 295.15 К ]
Подставим значения:
[ m = frac{2.64 кПа times 2500 см³}{8.314 Дж/(моль·К) times 295.15 К} ]
[ m = frac{6600 см³·кПа}{2457.4 Дж} ]
[ m = 2.69 г ]
Таким образом, из заданных 50 г воды испарится 2.69 г, а 50 — 2.69 = 47.31 г воды останется.