Какое количество пара при температуре 100 оС требуется обратить в воду, чтобы нагреть железный радиатор массой 20 кг от 10 оС до 90 оС?

Для того чтобы нагреть железный радиатор массой 20 кг от 10°C до 90°C, используя пар, нам нужно посчитать количество тепла, которое требуется для этого процесса, и затем определить, сколько пара нужно для его нагрева.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева радиатора

Для этого используем формулу для вычисления количества тепла, необходимого для изменения температуры:

где:

• $Q$ — количество тепла (в джоулях),
• $m$ — масса тела (в кг),
• $c$ — удельная теплоемкость материала (в Дж/кг·°C),
• $\Delta T$ — изменение температуры (в °C).

Для железа $c$ (удельная теплоемкость) составляет примерно 460 Дж/кг·°C.

Масса радиатора $m = 20$ кг.

Изменение температуры $\Delta T = 90 - 10 = 80$°C.

Подставляем все значения в формулу:

Итак, для нагрева железного радиатора от 10°C до 90°C требуется 73 600 Дж.

Шаг 2: Рассчитаем количество пара, необходимое для выделения этого тепла

Теперь нужно рассчитать, сколько пара потребуется для выделения 73 600 Дж тепла. Для этого нужно учитывать теплоту конденсации пара, которая — это количество тепла, которое выделяется при конденсации 1 кг пара при 100°C в воду.

Теплота конденсации пара $L = 2260 \, \text{кДж/кг} = 2,260,000 \, \text{Дж/кг}$.

Мы ищем массу пара, которая выделит 73 600 Дж:

Подставляем значения:

Таким образом, для того чтобы нагреть железный радиатор массой 20 кг от 10°C до 90°C, потребуется примерно 0,0325 кг пара (или 32,5 грамма).

Ответ:

Для того чтобы нагреть железный радиатор массой 20 кг от 10°C до 90°C, потребуется около 0,0325 кг пара при температуре 100°C.