Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы сохранения энергии и теплоты. В начальный момент времени в сосуде находится 2 литра воды при температуре 0 градусов и 0‚6 кг льда при той же температуре. Для начала найдем количество теплоты‚ которое будет необходимо поглотить этой системой‚ чтобы достигнуть требуемой температуры.Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг*С‚ а удельная теплота плавления льда равна 330000 Дж/кг. Вычислим теплоту‚ которую необходимо добавить‚ чтобы нагреть все вещество до точки плавления⁚
Q_1 (2 л × 1 кг/л 0‚6 кг) × 4200 Дж/кг*С × (13 град ⏤ 0 град) 0‚09156 МДж.Затем необходимо посчитать теплоту‚ необходимую для плавления льда в 0‚6 кг⁚
Q_2 0‚6 кг × 330000 Дж/кг 198 МДж.Теперь‚ чтобы получить массу пара‚ используем удельную теплоту парообразования‚ равную 2260000 Дж/кг:
Q_3 Q_1 Q_2 0‚09156 МДж 198 МДж 198‚09156 МДж.
m Q_3 / (удельная теплота парообразования) 198‚09156 МДж / 2260000 Дж/кг 0‚0878 кг.
Округлим полученный результат до целого числа⁚ масса пара‚ которую нужно ввести в сосуд‚ составляет приблизительно 0‚088 кг.