Номер 222, страница 40 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

Дано:

$m_1 = 1,0$ кг (масса льда)

$t = 0$ °С (температура льда)

По условию, вода превращается в пар при температуре кипения.

Для решения задачи понадобятся справочные данные:

$\lambda = 3,3 \cdot 10^5$ Дж/кг (удельная теплота плавления льда)

$L = 2,3 \cdot 10^6$ Дж/кг (удельная теплота парообразования воды)

Найти:

$m_2$ — массу воды, которую можно превратить в пар.

Решение:

1. Сначала вычислим количество теплоты $Q_1$, необходимое для плавления льда массой $m_1=1,0$ кг. Так как лед уже находится при температуре плавления ($\text{0}$ °С), то вся теплота пойдет на фазовый переход.

Формула для количества теплоты при плавлении:

$Q_1 = \lambda \cdot m_1$

Подставим значения:

$Q_1 = 3,3 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 1,0 \text{ кг} = 3,3 \cdot 10^5$ Дж

2. Теперь рассмотрим процесс превращения воды в пар. По условию, на это требуется такое же количество теплоты, то есть $Q_2 = Q_1$. Вода находится при температуре кипения, поэтому вся теплота идет на парообразование.

Формула для количества теплоты при парообразовании:

$Q_2 = L \cdot m_2$

3. Приравняем количество теплоты для обоих процессов, как указано в условии задачи:

$Q_1 = Q_2$

$\lambda \cdot m_1 = L \cdot m_2$

4. Из этого равенства выразим искомую массу воды $m_2$:

$m_2 = \frac{\lambda \cdot m_1}{L}$

5. Подставим числовые значения и произведем расчет:

$m_2 = \frac{3,3 \cdot 10^5 \text{ Дж/кг} \cdot 1,0 \text{ кг}}{2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}} = \frac{3,3}{23} \text{ кг} \approx 0,1434$ кг

Округлим результат до двух значащих цифр, так как исходные данные ($m_1=1,0$ кг) и константы имеют две значащие цифры.

$m_2 \approx 0,14$ кг

Ответ: масса воды, которую можно превратить в пар, составляет приблизительно 0,14 кг.