Какое количество пара необходимо пропустить через смесь, состоящую из 15 кг воды и 5 кг льда, чтобы получить воду

Эта задача можно решить с помощью формулы теплового баланса. Для начала, давайте определим сколько тепла необходимо передать смеси, чтобы превратить все лед в воду при 0°C. Затем определим сколько тепла нужно, чтобы нагреть получившуюся воду от 0°C до 80°C. Наконец, сложим оба значения, чтобы получить общее количество тепла необходимое для достижения заданной температуры.

1. Тепло, необходимое для превращения льда в воду при 0°C:
Масса льда = 5 кг, удельная теплоёмкость льда = 334 Дж/г

Формула: Q_1 = масса льда * удельная теплоёмкость льда * температурный перепад
Q_1 = 5 кг * 334 Дж/г * 0°C = 1670 Дж

Таким образом, для превращения льда в воду при 0°C нужно передать 1670 Дж тепла.

2. Тепло, необходимое для нагрева получившейся воды от 0°C до 80°C:
Масса воды = 15 кг, удельная теплоёмкость воды = 4.186 Дж/г°C, температурный перепад = (80°C - 0°C) = 80°C

Формула: Q_2 = масса воды * удельная теплоёмкость воды * температурный перепад
Q_2 = 15 кг * 4.186 Дж/г°C * 80°C = 5023.2 Дж

Значит, для нагрева воды от 0°C до 80°C необходимо 5023.2 Дж тепла.

3. Общее количество тепла необходимое для достижения температуры 80°C:
Q_общ = Q_1 + Q_2
Q_общ = 1670 Дж + 5023.2 Дж = 6693.2 Дж

Теперь мы знаем, что для превращения смеси в воду при температуре 80°C необходимо передать 6693.2 Дж тепла.

Чтобы определить, сколько пар нужно пропустить через смесь, нам понадобится знание теплоты парообразования. Удельная теплота парообразования воды составляет 2260 Дж/г.

4. Количество пар, необходимое для пропуска через смесь:
Формула: количество пар = общее количество тепла / удельная теплота парообразования воды
количество пар = 6693.2 Дж / 2260 Дж/г = 2.96 г

Округляем результат до целых чисел, поэтому количество пар, необходимое для пропуска через смесь, равно 3 грамма.

Следовательно, чтобы получить воду при температуре 80°C, необходимо пропустить через смесь 3 грамма пара.