§ 83. Примеры решения задач по теме «Уравнение теплового баланса» — Задачи для самостоятельного решения — 1 — стр. 274

Нагрев воды:

Количество теплоты, переданное воде:

\( Q_{\text{вода}} = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_{\text{вода}} \)

Где:

- \(m_{\text{вода}} = 1 \, \text{кг}\) (1 л воды),

- \(c_{\text{вода}} = 4200 \, \text{Дж/кг·К}\) — удельная теплоёмкость воды,

- \(\Delta T_{\text{вода}} = 24^\circ C - 20^\circ C = 4^\circ C\).

\( Q_{\text{вода}} = 1 \cdot 4200 \cdot 4 = 16800 \, \text{Дж} \).

Нагрев железа:

Количество теплоты, отданное железом:

\( Q_{\text{железо}} = m_{\text{железо}} \cdot c_{\text{железо}} \cdot \Delta T_{\text{железо}} \)

Где:

- \(m_{\text{железо}} = 0,1 \, \text{кг}\),

- \(c_{\text{железо}} = 460 \, \text{Дж/кг·К}\),

- \(\Delta T_{\text{железо}} = 500^\circ C - 24^\circ C = 476^\circ C\).

\( Q_{\text{железо}} = 0,1 \cdot 460 \cdot 476 = 21896 \, \text{Дж} \).

Паробразование:

Разница теплоты, которую железо передает воде и на парообразование:

\( Q_{\text{пар}} = Q_{\text{железо}} - Q_{\text{вода}} = 21896 - 16800 = 5096 \, \text{Дж} \)

Масса воды, которая превратится в пар:

\( m_{\text{пар}} = \frac{Q_{\text{пар}}}{L} \)

Где:

- \(L = 2260 \cdot 10^3 \, \text{Дж/кг}\) — удельная теплота парообразования воды.

\( m_{\text{пар}} = \frac{5096}{2260 \cdot 10^3} = 0,00225 \, \text{кг} = 2,25 \, \text{г} \).