Задачи › Количество теплоты, уравнение теплового баланса

Горячая деталь в воде

  1. Горячая деталь в воде

    МОШ 2010/11, 8 кл.
    4/10

    В сосуд, где находилось \(V = 4\) литра воды при температуре \(t = 20\) °С, опускают сильно нагретую стальную деталь массой \(m = 2{,}4\) кг. При этом часть воды быстро испаряется, так, что температура оставшейся части воды практически не успевает измениться. После установления теплового равновесия температура воды в сосуде оказывается равной \(t_\text{р} = 25\) °С. Найдите начальную температуру стальной детали. Удельная теплоёмкость воды \(c_\text{в} = 4200\) Дж/(кг\(\cdot\)°C), удельная теплоемкость стали \(c_\text{с} = 460\) Дж/(кг\(\cdot\)°C). Удельная теплота парообразования воды \(r = 2{,}2\cdot 10^6\) Дж/кг, плотность воды \(\rho = 1000\) кг/м\(^3\). Всеми потерями теплоты из сосуда, кроме испарения, пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Пусть испарилась масса \(m_\text{п}\). Запишите баланс теплоты на испарение (деталь остывает до \(100\) °С) и отдельно баланс при выравнивании температуры детали и оставшейся воды.

    Ответ

    \(t_0 = 100 + \left(V\rho - m\,\dfrac{c_\text{с}(100-t_\text{р})}{c_\text{в}(t_\text{р}-t)}\right)\dfrac{r + c_\text{в}(100-t)}{c_\text{с}\,m} \approx 231\) °С.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи