В калориметр, содержащий лёд при 0 °C, впустили стоградусный пар. Найдите отношение массы льда к массе пара, если в калориметре установилась температура: а) 50 °C; б) 20 °C.

Используем \(L=2.3\cdot10^6\) Дж/кг, \(c=4200\) Дж/(кг·°C), \(\lambda=3.4\cdot10^5\) Дж/кг. Теплота, отданная паром на конденсацию и охлаждение до конечной температуры \(t\), равна теплоте, затраченной на плавление льда и нагрев получившейся воды:

\(m_{п}[L+c(100-t)]=m_{л}[\lambda+ct]\), поэтому \(\dfrac{m_{л}}{m_{п}}=\dfrac{L+c(100-t)}{\lambda+ct}\).

1. При \(t=50\) °C: \(\dfrac{m_{л}}{m_{п}}=\dfrac{2.3\cdot10^6+4200\cdot50}{3.4\cdot10^5+4200\cdot50}=\dfrac{2.51\cdot10^6}{5.50\cdot10^5}\approx4.56\).
2. При \(t=20\) °C: \(\dfrac{m_{л}}{m_{п}}=\dfrac{2.3\cdot10^6+4200\cdot80}{3.4\cdot10^5+4200\cdot20}=\dfrac{2.636\cdot10^6}{4.24\cdot10^5}\approx6.22\).

Ответ: а) примерно 4,56; б) примерно 6,22.