Задание ЕГЭ 3 Параграф 83 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)
- С3. В сосуд с водой опущена трубка. По трубке через воду пропускают пар при температуре $$100\,^\circ\mathrm{C}$$. Вначале масса воды увеличивается, но в некоторый момент масса воды перестаёт увеличиваться, хотя пар по-прежнему пропускают. Первоначальная масса воды $$230\,\text{г}$$, а её первоначальная температура $$0\,^\circ\mathrm{C}$$. На сколько увеличилась масса воды? Удельная теплоёмкость воды $$4200\,\text{Дж}/(\text{кг}\cdot\text{К})$$, удельная теплота парообразования воды $$2300\,\text{кДж}/\text{кг}$$.
$$m_1=230\ \text{г}=0{,}23\ \text{кг}$$
$$t_1=0^\circ\text{C}$$
$$t_2=100^\circ\text{C}$$
$$c=4200\ \text{Дж/(кг}\cdot\text{К)}$$
$$r=2300\ \text{кДж/кг}=2{,}3\cdot10^6\ \text{Дж/кг}$$
Когда через воду пропускают пар при температуре $$100^\circ\text{C}$$, пар, конденсируясь, отдаёт воде теплоту. Сначала эта теплота идёт на нагрев воды от $$0^\circ\text{C}$$ до $$100^\circ\text{C}$$, а затем — на испарение части воды. В момент, когда масса воды перестаёт увеличиваться, вся теплота, получаемая водой от пара, идёт только на нагрев до $$100^\circ\text{C}$$ и на конденсацию пара.
Запишем уравнение теплового баланса:
$$Q_{\text{в}}=Q_{\text{п}}$$
где
$$Q_{\text{в}}=cm_1(t_2-t_1), \qquad Q_{\text{п}}=r\Delta m$$
Тогда
$$cm_1(t_2-t_1)=r\Delta m$$
Отсюда
$$\Delta m=\frac{cm_1(t_2-t_1)}{r}$$
Подставим значения:
$$\Delta m=\frac{4200\cdot0{,}23\cdot100}{2{,}3\cdot10^6}=0{,}042\ \text{кг}$$
$$0{,}042\ \text{кг}=42\ \text{г}$$
Ответ
Масса воды увеличилась на $$42\ \text{г}$$.
