Для решения данной задачи, мы можем использовать закон сохранения энергии. При изменении температуры и состояния вещества сохраняется общая энергия системы.Сначала рассчитаем количество тепла, которое необходимо добавить, чтобы нагреть воду и лед до 6°С. Для этого воспользуемся формулой⁚
Q1 mcΔT mL mсп(Т1 ― Т0)٫
где Q1 ー количество тепла, которое нам необходимо добавить,
m ― масса вещества,
c ― удельная теплоемкость,
ΔT ― изменение температуры,
L ― удельная теплота плавления льда,
Т0 ー начальная температура,
Т1 ― конечная температура.Для воды⁚
Q1_воды m_воды * c_воды * (Т1 ― Т0) 2 кг * 4200 Дж/(кг*°С) * (6°С ― 0°С) 50 400 Дж.Для льда⁚
Q1_льда m_льда * L_льда 0,8 кг * 330 000 Дж/кг 264 000 Дж.Далее, рассчитаем количество тепла, которое выделяется при конденсации водяного пара. Для этого воспользуемся формулой⁚
Q2 mпара * Lпара,
где Q2 ― количество тепла, которое выделяется при конденсации пара,
mпара ― масса пара,
Lпара ー удельная теплота парообразования.Рассчитаем массу пара⁚
Q2 Q1_воды Q1_льда,
mпара * Lпара 50 400 Дж 264 000 Дж,
mпара (50 400 Дж 264 000 Дж) / Lпара 314 400 Дж / 2 260 000 Дж/кг,
mпара ≈ 0٫14 кг.
Таким образом, масса пара, которую необходимо впустить в сосуд, составляет примерно 0,14 кг.