Какая масса воды испаряется при погружении раскалённой подковы массой 350 г в уже нагретую до температуры кипения воду?

Для решения данной задачи нам потребуется использовать закон сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания железной подковы до температуры кипения воды. Для этого воспользуемся формулой:

\[ Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot \Delta T_1 \]

Где:
\( Q_1 \) - количество теплоты, масса которой необходима для нагревания подковы,
\( m_1 \) - масса подковы (350 г),
\( c_1 \) - удельная теплоемкость железа (460 Дж/(кг·°C)),
\( \Delta T_1 \) - изменение температуры подковы от комнатной температуры до температуры кипения воды.

Так как нам даны только начальная и конечная температуры, а не само значение \( \Delta T_1 \), предположим, что начальная температура подковы равна комнатной температуре, а конечная температура - температуре кипения воды (100°C). Тогда:

\[ \Delta T_1 = T_2 - T_1 = 100 - 25 = 75°C \]

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

\[ Q_1 = 0.35 \cdot 460 \cdot 75 \]

\[ Q_1 = 9575 Дж \]

Теперь найдем количество теплоты, необходимое для испарения подковы. Используем формулу:

\[ Q_2 = m_2 \cdot L \]

Где:
\( Q_2 \) - количество теплоты, масса которой необходима для испарения воды,
\( m_2 \) - масса воды, испаряющейся (что и требуется найти),
\( L \) - удельная теплота парообразования воды (2.3·10^6 Дж/кг).

Для нахождения \( m_2 \) в граммах, подставим известные значения в формулу и решим уравнение:

\[ 9575 = m_2 \cdot 2.3 \times 10^6 \]

\[ m_2 = \frac{9575}{2.3 \times 10^6} \]

\[ m_2 \approx 0.0042 \, \text{г} \]

Таким образом, при погружении раскаленной подковы массой 350 г в уже нагретую до температуры кипения воду, испаряется около 0.0042 г воды.