Задача 1: В воду объёмом 1 л, температура которой 20 °С, бросают кусок железа массой 100 г, нагретый до 500 °С. При этом температура воды повышается до 24 °С и некоторое количество её обращается в пар. Определите массу обратившейся в пар воды.

Решение: 1. Определим количество теплоты, которое отдает железо при охлаждении от 500°C до 24°C. Удельная теплоёмкость железа $$c_{Fe} = 460 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$$. $$Q_{Fe} = m_{Fe} c_{Fe} (T_{Fe, нач} - T_{кон}) = 0.1 \cdot 460 \cdot (500 - 24) = 0.1 \cdot 460 \cdot 476 = 21896 \ Дж$$ 2. Определим количество теплоты, которое необходимо для нагревания 1 л воды от 20°C до 24°C. 1 л воды имеет массу 1 кг. Удельная теплоёмкость воды $$c_в = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C}$$. $$Q_в = m_в c_в (T_{в, кон} - T_{в, нач}) = 1 \cdot 4200 \cdot (24 - 20) = 1 \cdot 4200 \cdot 4 = 16800 \ Дж$$ 3. Определим количество теплоты, которое идет на испарение воды. $$Q_{пар} = Q_{Fe} - Q_в = 21896 - 16800 = 5096 \ Дж$$ 4. Определим массу воды, которая превратилась в пар. Удельная теплота парообразования воды $$r = 2.26 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг}$$. $$m_{пар} = \frac{Q_{пар}}{r} = \frac{5096}{2.26 \cdot 10^6} = 2.25 \cdot 10^{-3} \ кг = 2.25 \ г$$ Ответ: 2.25 грамма