Железный калориметр массой 200 грам имеет 100 грам льда при температуре - 15 градусов в калориметре выпускают водяной пар массой 50 грамм что имеет температуру 100 градусов Какая температура установится в калолиметре?

mк = 200 г = 0,2 кг.

mл = 100 г = 0,1 кг.

t1 = - 15 °C.

t2 = 0 °C.

Cл = 2100 Дж / кг * °C.

Cж = 460 Дж / кг * °C.

Cв = 4200 Дж / кг * °C.

λл = 3,4 * 10⁵ Дж / кг.

t3 = 100 °C.

mп = 50 г = 0,05 кг.

q = 2,3 * 10⁶ Дж / кг.

t - ?

При конденсации пара выделится количество теплоты Qп, которое определяется формулой: Qп = q * mп.

Qп = 2,3 * 10⁶ Дж / кг * 0,05 кг = 115000 Дж.

Для нагревание льда в калориметре и его плавление необходимое количество теплоты Qл выразим формулой: Qл = Cж * mк * (t2 - t1) + Cл * mл * (t2 - t1) + λл * mл.

Qл = 460 Дж / кг * °C * 0,2 кг * (0 °C - ( - 15 °C)) + 2100 Дж / кг * °C * 0,1 кг * (0 °C - ( - 15 °C)) + 3,4 * 10⁵ Дж / кг * 0,1 кг = 38530 Дж.

Количество теплоты Q, которое идёт на нагревание воды, которая получилась из льда, выразим формулой: Q = Qп - Qл = 115000 Дж - 38530 Дж = 76470 Дж.

Найдем необходимое количество теплоты для нагревание воды по формуле: Q = Cж * mк * (t3 - t2) + Cв * mл * (t3 - t2) = (Cж * mк + Cв * mл) * (t3 - t2).

Q = (460 Дж / кг * °C * 0,2 кг + 4200 Дж / кг * °C * 0,1 кг) * (100 °C - 0 °C) = 51200 Дж.

Видим, что для нагревание воды необходимое количество теплоты меньше, чем выделится при конденсации пара.

Ответ: в калориметре у становится температура t3 = 100 °C.