Лёд и пар

Сравните теплоту, которая выделится при полной конденсации пара, с теплотой, нужной на нагрев льда, его плавление и нагрев воды до \(100\,^\circ\)C.

В сосуде при \(100\,^\circ\)C: \(13{,}4\) г воды и \(1{,}6\) г пара.

9-1. Так как заранее нельзя предсказать, в каком состоянии будет находиться вода в сосуде, то при решении задачи необходимо сразу проводить вычисления количеств теплоты. При конденсации пара может выделиться

\[Q_0 = r m_{\text{п}} = 11{,}5 \text{ кДж}.\]

На нагревание льда до температуры плавления требуется

\[Q_1 = c_{\text{л}} m_{\text{л}} \Delta t_{\text{л}} = 210 \text{ Дж} \quad (Q_1 < Q_0);\]

для таяния льда -

\[Q_2 = \lambda m_{\text{л}} = 3{,}3 \text{ кДж} \quad (Q_1 + Q_2 < Q_0);\]

на нагревание воды до кипения

\[Q_3 = c_{\text{в}} m_{\text{л}} \Delta t_{\text{в}} = 4{,}2 \text{ кДж} \quad (Q_1 + Q_2 + Q_3 < Q_0).\]

Таким образом, теплоты, выделившейся при конденсации пара хватает на нагревание льда, его плавление, и нагрев образовавшейся воды до температуры кипения, следовательно, сконденсируется только часть пара массой

\[\Delta m = (Q_1 + Q_2 + Q_3) / r = 3{,}4 \cdot 10^{-3} \text{ кг}.\]

Таким образом, в сосуде будет находиться \(m_{\text{в}} + \Delta m = 13{,}4 \text{ г}\) воды при \(100^0 \text{ C}\) и \(m_{\text{п}} - \Delta m = 1{,}6 \text{ г}\) пара при той же температуре.

Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.