Какова масса водяного пара, который нужно впустить в сосуд для получения воды с температурой 12 °С, если в сосуде

Для решения этой задачи мы должны учесть несколько факторов. Давайте пошагово рассмотрим процесс и найдем ответ.

1. Сначала мы должны определить, сколько теплоты нужно, чтобы нагреть лед до температуры плавления, а затем преобразовать его в воду при той же температуре.
- Теплоемкость льда можно рассчитать, используя удельную теплоту плавления \(Л = 330000 \, \text{Дж/кг}\) по формуле: \(Q_1 = м_1 \cdot Л\), где \(м_1\) - масса льда.
- В данном случае масса льда равна 1 кг, так что \(Q_1 = 1 \cdot 330000 = 330000 \, \text{Дж}\).

2. Теперь мы должны найти теплоемкость воды для нагревания ее от 0 °C до 12 °C.
- Теплоемкость воды можно рассчитать, используя удельную теплоемкость воды \(c = 4200 \, \text{Дж/кг·°С}\) по формуле: \(Q_2 = м_2 \cdot c \cdot ΔT\), где \(м_2\) - масса воды, \(ΔT\) - изменение температуры.
- Масса воды составляет 1 литр, что эквивалентно 1 кг, и изменение температуры составляет 12 °C - 0 °C = 12 °C.
- Таким образом, \(Q_2 = 1 \cdot 4200 \cdot 12 = 50400 \, \text{Дж}\).

3. Теперь мы должны учесть теплоемкость сосуда, которая также изменяется при нагревании.
- Теплоемкость сосуда составляет 200 Дж/°C, и изменение температуры равно 12 °C - 0 °C = 12 °C.
- Таким образом, \(Q_3 = 200 \cdot 12 = 2400 \, \text{Дж}\).

4. Теперь мы можем найти общее количество теплоты, необходимое для превращения льда в воду при температуре 12 °C.
- Общая теплота равна сумме \(Q_1\), \(Q_2\) и \(Q_3\): \(Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 = 330000 + 50400 + 2400 = 382800 \, \text{Дж}\).

5. Теперь нам нужно найти массу водяного пара, который нужно впустить в сосуд для получения воды с температурой 12 °C.
- Масса водяного пара можно рассчитать, используя удельную теплоту парообразования \(L = 2260000 \, \text{Дж/кг}\) по формуле: \(Q = м_4 \cdot L\), где \(м_4\) - масса водяного пара.
- Решим уравнение относительно \(м_4\): \(м_4 = Q / L = 382800 / 2260000 \approx 0.169\) кг.

Ответ: Масса водяного пара, который нужно впустить в сосуд, равна примерно 0.169 кг. Ответ округляется до целого числа, поэтому окончательный ответ составляет 0 кг.