Задача С10. В калориметр налита вода массой 0,25 кг при температуре 25 °C. В эту воду впустили стоградусный пар массой 10 г. Теплоемкость калориметра 1000 Дж/К, Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг • К), удельная теплота парообразования 
Дж/К. Найти температуру при тепловом равновесии этих тел.
Обозначим 
массу воды в калориметре, 
— начальную температуру этой воды, 
— массу водяного пара, 
— начальную температуру пара, С — теплоемкость калориметра, t — установившуюся в калориметре температуру после всех тепловых процессов, с — удельную теплоемкость воды, r — удельную теплоту парообразования, 
— количество теплоты, полученное холодной водой при нагревании от температуры 
— количество теплоты, полученное холодным калориметром при нагревании тоже от температуры 
, 
— количество теплоты, отданное паром при конденсации, в процессе которой его температура не менялась, 
— количество теплоты, отданное водой, образовавшейся из горячего пара при охлаждении от температуры 
.
Решение:
Согласно закону сохранения тепловой энергии сумма количеств теплоты, полученных и отданных в этих процессах, равна нулю:
Здесь
Сложим правые части этих выражений и приравняем их нулю, откуда найдем искомую температуру t:
Мы записали уравнение теплового баланса. Раскроем скобки, члены, содержащие искомую температуру t, оставим по одну сторону от знака равенства, а не содержащие — перенесем в другую, вынесем t за скобки и определим:
Выразим в единицах СИ массу пара: 10 г = 0,01 кг. Произведем вычисления:
Ответ: 
.
Эта задача взята со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:
Возможно вам будут полезны эти задачи:
