Г*. В сосуде находится 200 г воды при 0 °C. Какой будет температура смеси, если в сосуд ввести 25 г водяного пара при 100 °C?

Дано: масса воды 0,2 кг при 0 °C; масса пара 0,025 кг при 100 °C; L = 23 · 10⁵ Дж/кг; c воды = 4200 Дж/(кг·°C). Предполагаем, что теплообмена с окружающей средой нет.

При конденсации пара выделится Q_конд = Lm_п = 23 · 10⁵ · 0,025 = 57 500 Дж.

Остывая от 100 °C до температуры смеси t, конденсат отдаст Q_ост = 4200 · 0,025 · (100 − t).

Эта теплота нагреет исходную воду: Q_в = 4200 · 0,2 · t. Составим уравнение теплового баланса:

57 500 + 4200 · 0,025 · (100 − t) = 4200 · 0,2 · t.

68 000 − 105t = 840t; 945t = 68 000; t ≈ 71,96 °C.

Ответ: температура смеси будет примерно 72 °C.