В КАЛОРИМЕТР, СОДЕРЖАЩИЙ M = 500 Г ВОДЫ ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ T = 20 °С, ВПУСТИЛИ ВОДЯНОЙ ПАР ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ T» = 100 °С . КАКАЯ ТЕМПЕРАТУРА T УСТАНОВИТСЯ В КАЛОРИМЕТРЕ, ЕСЛИ МАССА ПАРА РАВНА 100 Г? надо очень срочно

Решаем стандартную задачу на тепловой баланс.

Дано:

• масса воды в калориметре:
  $m_1 = 500 \,\text{г}$

• начальная температура воды:
  $t_1 = 20^\circ\text{C}$

• масса водяного пара:
  $m_2 = 100 \,\text{г}$

• температура пара:
  $t_2 = 100^\circ\text{C}$

Используем известные физические величины:

• удельная теплоёмкость воды
  $c = 1 \,\text{кал/(г·°C)}$

• удельная теплота парообразования воды
  $r = 540 \,\text{кал/г}$

1. Предположение

Сначала проверим, может ли весь пар сконденсироваться и нагреть воду до температуры ниже 100 °C.

Теплота, выделяемая паром при конденсации и охлаждении:

Теплота, получаемая холодной водой:

Составим уравнение теплового баланса:

2. Анализ результата

Полученная температура выше 100 °C, а вода при нормальном давлении не может нагреваться выше этой температуры.
Значит, весь пар не может сконденсироваться.

3. Вывод

В калориметре установится температура кипения воды, а именно:

Часть пара сконденсируется, отдав тепло воде, а оставшийся пар сохранится в газообразном состоянии.