49. В теплоизолированном сосуде содержится смесь m1 = 1 кг воды и m2 = 100 г льда при температуре t = 0 °С. В сосуд вводят m3 = 5 г пара при температуре t3 = 100 °С. Какой будет температура 0 °С в сосуде после установления теплового равновесия? Теплоемкость сосуда не учитывать. Ответ представьте в кельвинах.

Краткое пояснение:

Решение:

1. Шаг 1: Теплота, необходимая для плавления льда:
   \[Q_{плавления} = m_2 \cdot \lambda = 0.1 \cdot 3.3 \cdot 10^5 = 33000 \text{ Дж}\]
2. Шаг 2: Теплота, выделяемая при конденсации пара:
   \[Q_{конденсации} = m_3 \cdot L = 0.005 \cdot 2.3 \cdot 10^6 = 11500 \text{ Дж}\]
3. Шаг 3: Теплота, выделяемая при охлаждении воды, образовавшейся из пара, до 0 °С:
   Так как пар конденсируется и превращается в воду при температуре 100°C, то при охлаждении до 0°C выделится тепло:\[Q_{охлаждения} = m_3 \cdot c \cdot (100 - 0) = 0.005 \cdot 4200 \cdot 100 = 2100 \text{ Дж}\]
4. Шаг 4: Общее количество теплоты, которое выделится:
   \[Q_{общая} = Q_{конденсации} + Q_{охлаждения} = 11500 + 2100 = 13600 \text{ Дж}\]
5. Шаг 5: Так как теплоты, выделившейся при конденсации пара и охлаждении образовавшейся из него воды, недостаточно для плавления всего льда, то в системе останется смесь льда и воды при температуре 0°C.
6. Шаг 6: Температура в Кельвинах:
   \[T = 0 + 273.15 = 273.15 \text{ К}\]

Ответ: 273.15 К