При конденсации стоградусного водяного пара массой mn 25г выделяется количество теплоты, достаточное...

Для решения этой задачи нужно рассмотреть несколько этапов теплообмена. Нам нужно выяснить, сколько льда может быть расплавлено и нагрето до 40 градусов за счет конденсации водяного пара массой 25 г.

1. Конденсация пара: Когда водяной пар конденсируется, он выделяет тепло. Количество теплоты, выделяемое при конденсации пара, можно вычислить по формуле: [ Q1 = m{\text{пар}} \cdot r ] где ( m_{\text{пар}} = 25 \, \text{г} = 0.025 \, \text{кг} ) — масса пара, ( r = 2260 \, \text{кДж/кг} ) — удельная теплота парообразования для воды.

   Подставим значения: [ Q_1 = 0.025 \times 2260 = 56.5 \, \text{кДж} ]

2. Плавление льда: Для того чтобы растопить лед, необходимо затратить некоторое количество теплоты, которое вычисляется по формуле: [ Q2 = m{\text{лед}} \cdot \lambda ] где ( m_{\text{лед}} ) — масса льда, ( \lambda = 334 \, \text{кДж/кг} ) — удельная теплота плавления льда.

3. Нагревание воды: После плавления, вода, образовавшаяся из льда, нагревается до 40 °C. Необходимое количество теплоты для этого можно найти по формуле: [ Q3 = m{\text{вода}} \cdot c \cdot \Delta T ] где ( m{\text{вода}} = m{\text{лед}} ), ( c = 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot °C) ) — удельная теплоемкость воды, ( \Delta T = 40 \, °C ).

4. Общий баланс теплоты: Сумма теплоты, необходимой для плавления льда и нагревания воды до 40 °C, должна быть равна теплоте, выделенной при конденсации пара: [ Q_1 = Q_2 + Q_3 ]

   Подставим выражения для ( Q_2 ) и ( Q3 ): [ 56.5 = m{\text{лед}} \cdot 334 + m_{\text{лед}} \cdot 4.18 \cdot 40 ]

   Объединим все члены уравнения: [ 56.5 = m_{\text{лед}} \cdot (334 + 4.18 \times 40) ]

   Упростим: [ 56.5 = m{\text{лед}} \cdot (334 + 167.2) ] [ 56.5 = m{\text{лед}} \cdot 501.2 ]

   Найдем массу льда: [ m_{\text{лед}} = \frac{56.5}{501.2} \approx 0.113 \, \text{кг} = 113 \, \text{г} ]

Таким образом, масса льда, который может быть расплавлен и нагрет до 40 °C за счет конденсации 25 г водяного пара, составляет приблизительно 113 г.

Для решения данной задачи нам необходимо вычислить количество теплоты, выделяемое при конденсации стоградусного водяного пара массой 25 г. Затем мы используем эту теплоту для плавления льда и нагревания полученной воды до температуры 40 градусов.

1. Сначала найдем количество теплоты, выделяемое при конденсации водяного пара. Для этого воспользуемся формулой Q = m L, где m - масса пара, L - теплота парообразования. Для воды L = 2260 кДж/кг. Переведем массу пара в килограммы: 25 г = 0,025 кг. Теплота выделится: Q = 0,025 кг 2260 кДж/кг = 56,5 кДж.

2. Теперь найдем массу льда, которую можно плавить с использованием этой теплоты. Для плавления льда используется теплота плавления L = 334 кДж/кг. Обозначим массу льда как m. Тогда уравнение будет: Q = m L. Подставим известные значения: 56,5 кДж = m 334 кДж/кг. Отсюда находим массу льда: m = 56,5 кДж / 334 кДж/кг ≈ 0,169 кг.

Таким образом, масса льда, которую можно плавить с использованием теплоты, выделяемой при конденсации стоградусного водяного пара массой 25 г, составляет около 0,169 кг.