В смесь состоящую из 5 кг воды и 3 кг льда, впустили 0,2 кг водяного пара при температуре 100°С. Сколько окажется воды после установления теплового равновесия?

Данные: mв (масса воды в смеси) = 5 кг; mл (первоначальная масса льда) = 3 кг; mп (масса впущенного пара) = 0,2 кг; tп (исходная температура пара) = 100 ºС.

Постоянные: λл (уд. теплота плавления льда) = 3,4 * 10⁵ Дж/кг; Lп (уд. теплота конденсации пара) = 2,3 * 10⁶ Дж/кг.

1) Теплота, полученная за счет конденсации и охлаждения 0,2 кг водяного пара: Qп = (Lп + Св * Δt) * mп = (2,3 * 10⁶ + 4200 * 100) * 0,2 = 544 * 10³ Дж.

2) Масса расплавившегося льда: mрл = Qп / λл = 544 * 10³ / (3,4 * 10⁵) = 1,6 кг.

3) Полученная масса воды: m = mв + mрл + mп = 5 + 1,6 + 0,2 = 6,8 кг.

Ответ: Окажется 6,8 кг воды.