Для опытного определения удельной теплоты парообразования воды сухой пар, температура которого 100°С, пропустили через воду, налитую в медный калориметр. Масса воды 400 г, масса калориметра 200 г. После этого масса воды в калориметре возросла до 421 г, а температура воды повысилась от 10 до 40 градусов. Какое значение удельной теплоты парообразования получено?

Дано:

• Масса воды: $m_1=400\text{ г}=0,4\text{ кг}$

• Масса медного калориметра: $m_{к}=200\text{ г}=0,2\text{ кг}$

• Начальная температура: $t_1=10^{\circ }C$

• Конечная температура: $t_2=40^{\circ }C$

• Масса воды после пропускания пара: $421\text{ г}$

Масса сконденсировавшегося пара:

При конденсации пара выделилось количество теплоты:

где $r$ — удельная теплота парообразования воды, $c_{\text{в}}=4200\frac{\text{Дж}}{\text{кг}{\cdot }^{\circ }C}$.

Первое слагаемое — теплота, выделившаяся при превращении пара в воду при $100^{\circ }C$, второе — теплота, отданная этой горячей водой при охлаждении до $40^{\circ }C$.

Эта теплота пошла на нагрев воды и калориметра:

Удельная теплоёмкость меди:

Подставим:

Теперь составим уравнение теплового баланса:

Следовательно, экспериментально полученное значение удельной теплоты парообразования воды:

Это близко к табличному значению $2,26\cdot 10^6\text{Дж/кг}$, поэтому опыт дал правильный результат.