ВсОШ 2004, Регионален етап, 8–11 клас — Задача 8.4. · Выравнивание температур
XXXVIII Всероссийская олимпиада школьников по физике. Региональный этап. Теоретический тур. Методическое пособие. МФТИ, 2003/2004 уч.г.
Условие
В теплоизолированный сосуд поместили: кг льда при температуре , кг воды при температуре и г пара при температуре . Найдите температуру в сосуде, а также массы воды, льда и пара после установления теплового равновесия.
Удельная теплота плавления льда кДж/кг, удельная теплоемкость льда кДж/(кг·К), воды кДж/(кг·К), удельная теплота парообразования воды кДж/кг.
Отговори
- °C; воды кг, льда кг, пара нет (весь пар сконденсируется).
Решение
Рассчитаем, сколько энергии выделится при охлаждении системы, пока она не превратится в лед массой кг, находящийся при температуре :
Теперь посмотрим в какое состояние придет лед массой , если к нему подвести теплоту . Для его нагрева до 0°C требуется
Еще останется подвести
Для превращения льда в воду требуется
Поскольку , то в воду превратится не весь лед, а только
Весь пар сконденсируется, следовательно, льда останется
Равновесная температура .
Оригинал в Архива: region04T.pdf