Задача на количество теплоты.

Для решения задачи воспользуемся законом сохранения энергии.

Сначала найдем количество теплоты, выделенное при конденсации водяного пара. Для этого воспользуемся формулой:

Q1 = m * L, где Q1 - количество теплоты, m - масса водяного пара, L - удельная теплота парообразования воды.

Q1 = 50 г * 2,300,000 Дж/кг = 115,000,000 Дж.

Затем найдем количество теплоты, выделенное при образовании льда. Для этого воспользуемся формулой:

Q2 = m * Lm, где Q2 - количество теплоты, m - масса воды, Lm - удельная теплота плавления льда.

Масса воды можно найти, вычтя массу водяного пара из общей массы:

m_воды = m_пара - m_льда, где m_воды - масса воды, m_пара - масса водяного пара, m_льда - масса льда.

m_воды = 50 г - m_льда.

Теперь найдем количество теплоты, выделенное при охлаждении воды до температуры льда. Для этого воспользуемся формулой:

Q3 = m_воды c ΔT, где Q3 - количество теплоты, m_воды - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Q3 = (50 г - m_льда) 4200 Дж/кг градус цельсия * (100 градусов цельсия - (-15 градусов цельсия)).

Теперь можем записать уравнение сохранения энергии:

Q1 + Q2 + Q3 = 0.

Подставляем найденные значения:

115,000,000 Дж + m_льда 330,000 Дж/кг + (50 г - m_льда) 4200 Дж/кг градус цельсия (100 градусов цельсия - (-15 градусов цельсия)) = 0.

Решаем это уравнение относительно m_льда.