Какое количество воды испарилось в пар при опускании нагретого куска железа массой 3 кг до температуры 540° в сосуд

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать формулу для расчета испарения воды. Формула имеет вид:

$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T$,

где:
$Q$ - количество тепла, переданного от нагретого куска железа к воде,
$m$ - масса воды,
$c$ - удельная теплоемкость воды,
$\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Начнем с рассчета количества тепла, переданного от железа к воде. Для этого нужно узнать, сколько тепла необходимо передать, чтобы повысить температуру воды от 20° до 55°. Разность температур составляет:

$\mathrm{\Delta }T=55-20=35°$.

Далее, нужно найти удельную теплоемкость воды. Величина удельной теплоемкости воды равна 4,18 Дж/г·°C.

Теперь можно подставить значения в формулу и рассчитать количество тепла, переданного куском железа:

$Q=m\cdot c\cdot \mathrm{\Delta }T=3000\cdot 4,18\cdot 35$.

Разделив полученное значение на 1000 (так как удельная теплоемкость дана в граммах), получим количество переданного тепла в килоджоулях. Это количество тепла должно быть равно количеству тепла, которое поглотила вода, которая испарилась.

Теперь вспомним, что тепло, которое поглотила испарившаяся вода, можно вычислить с помощью формулы:

$Q=m_{\text{испарившейся воды}}\cdot L$,

где:
$L$ - теплота испарения воды, которая равна 2260 кДж/кг.

Используя полученное значение для количества тепла, переданного от железа к воде, равное количеству тепла, поглощенного испарившейся водой, можем записать следующее:

$3000\cdot 4,18\cdot 35=m_{\text{испарившейся воды}}\cdot 2260$.

Теперь остается только решить эту уравнение для определения массы испарившейся воды:

$m_{\text{испарившейся воды}}=\frac{3000\cdot 4,18\cdot 35}{2260}$.

Подставив значения и произведя расчеты, получаем:

$m_{\text{испарившейся воды}}\approx 583,63$ г.

Таким образом, масса испарившейся воды при опускании нагретого куска железа массой 3 кг до температуры 540° в сосуд объемом 3 литра с водой при 20°, приводя к повышению температуры воды до 55°, составляет около 583,63 г.