Какая температура установится в сосуде после опускания раскалённой стальной детали для охлаждения в сосуд с холодной

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать закон сохранения энергии и уравнение состояния воды.

Сначала определим, сколько теплоты передается от стали к воде и сколько теплоты поглощается водой для превращения ее в пар.

1. Рассчитаем количество теплоты, переданное от стали к воде:

Количество теплоты Q1 вычисляется по формуле:

\[ Q1 = m_1 \cdot c_1 \cdot (T_1 - T) \]

где
- \( m_1 \) - масса детали (150 г),
- \( c_1 \) - удельная теплоемкость стали (500 Дж/кг∙°C),
- \( T_1 \) - начальная температура детали (440 градусов Цельсия),
- \( T \) - конечная температура детали.

2. Рассчитаем количество теплоты, которое поглощается водой для превращения ее в пар:

Количество теплоты Q2 вычисляется по формуле:

\[ Q2 = m_2 \cdot \Delta H \]

где
- \( m_2 \) - масса воды, превращающейся в пар (2 г),
- \( \Delta H \) - удельная теплота парообразования.

3. Рассчитаем температуру, которая установится в сосуде после опускания детали:

Сумма теплоты, переданной от детали к воде и поглощенной водой, должна равняться нулю:

\[ Q1 + Q2 = 0 \]

Подставим значения:

\[ m_1 \cdot c_1 \cdot (T_1 - T) + m_2 \cdot \Delta H = 0 \]

\[ 150 \cdot 500 \cdot (440 - T) + 2 \cdot \Delta H = 0 \]

Теперь решим это уравнение для \( T \).

4. Рассчитаем конечную температуру:

\[ 150 \cdot 500 \cdot (440 - T) = -2 \cdot \Delta H \]

\[ 150 \cdot 500 \cdot (440 - T) = -2 \cdot 2260000 \]

\[ 150 \cdot 500 \cdot (440 - T) = -4520000 \]

Разделим обе части уравнения на 150 \cdot 500:

\[ 440 - T = \frac{-4520000}{150 \cdot 500} \]

\[ -T = \frac{-4520000}{150 \cdot 500} - 440 \]

\[ T = \frac{4520000}{150 \cdot 500} + 440 \]

Вычислим значение \( T \):

\[ T = 301.33 + 440 \]

\[ T = 741.33 \]

Температура, которая установится в сосуде после опускания детали для охлаждения, округленная до десятых, составит 741.3 градуса Цельсия.