3. В сосуд, содержащий 4,6 кг воды при 20 °C, бросают кусок стали массой 10 кг, нагретый до 500 °C. Вода нагревается до 100 °C, и часть её обращается в пар. Найдите массу образовавшегося пара. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота парообразования 2,3 · 10⁶ Дж/кг, удельная теплоёмкость стали 460 Дж/(кг·°C).

Считаем, что теплопотерями и теплоёмкостью сосуда можно пренебречь. Теплота, отданная сталью при охлаждении до 100 °C, идёт на нагрев воды до 100 °C и её частичное испарение.

1. Сталь отдаёт: Q_ст = 10 · 460 · (500 − 100) = 1 840 000 Дж.
2. На нагрев всей воды от 20 °C до 100 °C требуется: Q_в = 4,6 · 4200 · (100 − 20) = 1 545 600 Дж.
3. На парообразование остаётся: Q_п = 1 840 000 − 1 545 600 = 294 400 Дж.
4. Масса пара: m = Q_п / L = 294 400 / (2,3 · 10⁶) = 0,128 кг (округлённо).

Ответ: образовалось примерно 0,128 кг пара (128 г).