В калориметр с водой, температура которой 0 °C, опущена трубка. По трубке в воду впускают насыщенный водяной пар при температуре 100 °C. В некоторый момент масса воды перестает увеличиваться, хотя пар по-прежнему пропускают. Первоначальная масса воды 230 г. На сколько граммов увеличилась масса воды? Тепловыми потерями пренебречь. Ответ приведите в граммах.
💡 Пошаговый разбор и решение:
Масса воды перестанет увеличиваться, когда температура воды достигнет 100 °C. Вода получает количество теплоты $Q_1=cm_в ( t_кон - t_нач )$ пар при конденсации отдает количество теплоты: $Q_2= - L m_п$ Составим уравнение теплового баланса:
$Q_1 + Q_2=0$
$cm_в ( t_кон - t_нач ) - L m_п=0$
Откуда находим массу пара:
$m_п = $\frac{cm_в ( t_кон - t_нач )}{L}$ = \frac{4,2 \cdot 10 ^3 Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,23кг \cdot 100 ^{\circ} С}{2,3 \cdot 10 в степени 6 Дж/кг} = 0,042кг = 42г$ $m_п = $\frac{cm_в ( t_кон - t_нач )}{L}$ =$
$= \frac{4,2 \cdot 10 ^3 Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,23кг \cdot 100 ^{\circ} С}{2,3 \cdot 10 в степени 6 Дж/кг} = 0,042кг = 42г$ $m_п = $\frac{cm_в ( t_кон - t_нач )}{L}$ =$
$= \frac{4,2 \cdot 10 ^3 Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,23кг \cdot 100 ^{\circ} С}{2,3 \cdot 10 в степени 6 Дж/кг} =$
$= 0,042кг = 42г$
Ответ: 42 г.
$Q_1 + Q_2=0$
$cm_в ( t_кон - t_нач ) - L m_п=0$
Откуда находим массу пара:
$m_п = $\frac{cm_в ( t_кон - t_нач )}{L}$ = \frac{4,2 \cdot 10 ^3 Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,23кг \cdot 100 ^{\circ} С}{2,3 \cdot 10 в степени 6 Дж/кг} = 0,042кг = 42г$ $m_п = $\frac{cm_в ( t_кон - t_нач )}{L}$ =$
$= \frac{4,2 \cdot 10 ^3 Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,23кг \cdot 100 ^{\circ} С}{2,3 \cdot 10 в степени 6 Дж/кг} = 0,042кг = 42г$ $m_п = $\frac{cm_в ( t_кон - t_нач )}{L}$ =$
$= \frac{4,2 \cdot 10 ^3 Дж/ ( кг \cdot ^{\circ} С ) \cdot 0,23кг \cdot 100 ^{\circ} С}{2,3 \cdot 10 в степени 6 Дж/кг} =$
$= 0,042кг = 42г$
Ответ: 42 г.
Правильный ответ:
42 г
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 106038 • Задание №14
На рисунке изображены графики зависимости мощности лампы накаливания $P=P левая круглая скобка Т правая кругла...
ID 103998 • Задание №6
Идеальный газ сначала охлаждался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объе...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.
И (ИЛИ)
В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.
И (ИЛИ)
В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №23 по предмету Физика:
ID 107770
При температуре 250 K и давлении $1,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 5 правая кр...
ID 107771
Одноатомный идеальный газ в количестве $\nu$ молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом...
ID 107772
В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещ...
ID 107773
В термос с большим количеством льда при температуре $t_1=0 градусов С$ заливают 0,5 кг воды с т...
ID 107774
КПД тепловой машины 30%. За 10 с рабочему телу машины поступает от нагревателя 3 кДж теплоты. Ч...