Для решения данной задачи‚ сначала нам потребуется вычислить количество теплоты‚ которое необходимо передать льду‚ чтобы перевести его из твердого состояния в жидкое при температуре 0 градусов. Удельная теплота плавления льда (L) равна 3‚3•10^5 Дж/кг. Таким образом‚ для одного килограмма льда необходимо передать 3‚3•10^5 Дж теплоты. Теперь нам нужно вычислить массу льда‚ которая находится в закрытом сосуде. Однако‚ у нас нет информации о начальной массе льда. Поэтому в этой задаче мы можем предположить‚ что в сосуде находится единичная масса льда (1 кг). Таким образом‚ необходимая теплота для перехода этого льда в жидкое состояние равна 3‚3•10^5 Дж. Теперь перейдем к появившемуся пару. Мы знаем‚ что масса сконденсировавшегося пара равна 5 кг и температура его состояния равна 100 градусов. Удельная теплота парообразования воды (Lv) равна 2‚3•10^6 Дж/кг. Таким образом‚ для одного килограмма воды необходимо передать 2‚3•10^6 Дж теплоты.
Теперь используем концепцию сохранения энергии. Количество теплоты‚ переданное пару‚ должно быть равным количеству теплоты‚ которое необходимо передать льду‚ чтобы перевести его в жидкое состояние.Таким образом‚ мы можем записать следующее уравнение⁚
масса пара * удельная теплота парообразования масса льда * удельная теплота плавления
5 кг * 2‚3•10^6 Дж/кг масса льда * 3‚3•10^5 Дж/кг
Подставляем значения и решаем уравнение⁚
11‚5•10^6 Дж 3‚3•10^5 Дж/кг * масса льда
масса льда 11‚5•10^6 Дж / (3‚3•10^5 Дж/кг) 34‚8 кг
Таким образом‚ масса льда‚ находящегося в закрытом сосуде‚ составляет 34‚8 кг. Когда 5 кг пара с конденсируется в этом сосуде при температуре 0 градусов‚ вся энергия будет передана льду‚ переводя его в жидкое состояние.