Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы 2 кг льда, взятого при -5 градусах, расплавить и 1 кг полученной воды превратить в пар?


Дано:
m1=2 кг
m2=1 кг
t1= -5 C
Найти m3

Введем обозначения:    $m_1,\;m_2,\;m_3,\;C_1,\;C_2,\;\lambda_1,\;\lambda_2,\;T_1,\;T_2,\;T_3$   - соответственно масса льда, масса воды, превращаемой  в пар, масса спирта, удельная теплоемкость льда, удельная теплоемкость воды, удельная теплота сгорания спирта, удельная теплота плавления льда, начальная абсолютная температура льда, абсолютная температура плавления льда, абсолютная температура кипения воды.   $\lambda_3$  - удельная теплота парообразования воды.

Вся, получаемая при сжигании спирта, тепловая энергия будет израсходована  на:
1 - нагревание льда от начальной его температуры до температуры плавления;
2 - плавление льда;
3- нагревание 1 кг воды от температуры плавления льда да температуры кипения;
4 - испарение 1 кг воды.

Можем составить уравнение:

$m_3\lambda_1=C_1m_1(T_2-T_1)+m_1\lambda_2+C_2m_2(T_3-T_2)+m_2\lambda_3$

Искомая масса спирта:   

$m_3=\frac{C_1m_1(T_2-T_1)+m_1\lambda_2+C_2m_2(T_3-T_2)+m_2\lambda_3}{\lambda_1}$

В полученную формулу подставьте удельные теплоемкости льда и воды, удельную теплоемкость парообразования воды  и удельную теплоту сгорания спирта. 

Комментарии