217. Какую массу водяного пара при температуре t₁ = 100 °C нужно впустить в калориметр, содержащий воду объёмом V = 1,0 л при температуре t₂ = 20 °C, чтобы конечная температура стала t₃ = 100 °C? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Масса воды в калориметре: m₁ = ρV = 1000 кг/м³ · 0,001 м³ = 1,0 кг.

Вода нагревается от 20 °C до 100 °C и получает теплоту Q = m₁c(t₃ − t₂):

Q = 1,0 кг · 4200 Дж/(кг·°C) · (100 − 20) °C = 336 000 Дж.

Пар при 100 °C конденсируется при той же температуре. При конденсации выделяется теплота Q = m₂L. Используем удельную теплоту парообразования воды L ≈ 2,3 · 10⁶ Дж/кг.

Из баланса теплоты: m₂ = Q / L = 336 000 Дж / (2,3 · 10⁶ Дж/кг) ≈ 0,146 кг.

Ответ: нужно впустить примерно 0,15 кг (146 г) водяного пара.