M₁ = 200 г = 0,2 г масса снега при
t₁ = 100 C
λ₁ = 330 000 Дж на кг удельная теплота плавления льда.
m₂ = 500 г = 0,5 г масса пара при
t₂ = 100 C
λ₂ = 2256000 Дж на кг удельная теплота конденсации пара.
Пар конденсируется, лёд тает а талая вода нагревается.
Найти конечную температуру.
Конечная температура равна 100° С Это легко доказать.
Чтобы растопить 200 г снега и довести температуру талой водыдо 100° требуется всего-навсего 150 000 Дж:
Q = m₁λ₁ + Cm₁100 = 0.2*330 000 + 0.2*4200*100 = 150000 Дж
При гигантской удельной теплоте парообразования воды на обеспечение такого количества теплоты уйдет конденсация лишь части массы пара:
Q = km₂λ₁
k = (m₁λ₁ + Cm₁100)/m₂λ₁ = 150000/(0.5*2256000) = 0.13
m' = m₂*k = 0.5*0.13 = 0.065 кг = 65 г
Это значит, что конденсации всего лишь 65 г (13%) массы водяных паров выделится достаточно тепла, чтобы полностью растопить 200 граммов снега и довести талую воду до температуры 100 градусов. В итоге в калориметре останется 265 граммов воды и 435 граммов пара при температуре 100 градусов.
Ответ: конечная температура 100 градусов.