Question

Рассчитайте, каким будет изменение массы (в кг и в %) при нагревании 1 л воды от температуры плавления до температуры кипения (удельная теплоемкость воды 4,2 кДж/кг*К)

Answer 1

Дано: 1 л воды
t₁ = 0°C
t₂ = 100°C
c = 4,2кДж/кг*К
Найти: Δm
Решение.
m = ρ * V, где ρ - плотность воды, V - ее объем.
Поскольку  по условию дана вода между фазовыми переходами, то данные льда и пара в расчет приниматься не будут.
1 л = 1 дм³
 При нагревании вещества обычно расширяются (температурную аномалию воды в интервале 0-4°С в данном задании нет необходимости учитывать), та же масса занимает больший объем, а масса определенного объема уменьшается, т.е. плотность с ростом температуры уменьшается.
Берем табличные данные плотности воды при заданных температурах(давление предполагается атмосферное):
ρ(0°С) = 0,99984 г/см³ = 0,99984 кг/дм³
m(0°C) = 0,99984 *1 = 0,99984(кг)
ρ(100°С) = 0,95836 г/см³ = 0,95836 кг/дм³
m(100°C) = 0,95836 * 1 = 0,95836 (кг)
Δm = m₂ - m₁ = 0,95836 - 0,99984 =  - 0,04148 кг
т.е. масса 1 литра нагретой до кипения воды будет меньше массы литра воды, взятой при нуле градусов на 0,04148 кг или на 41, 48 г
или в % по отношению к массе ледяной воды:
(0,04148/0,99984) * 100% ≈ 4,15%
Удельная теплоемкость здесь роли не играет,т.к. о количестве тепла на нагревание речь не идет.
Ответ: 0,04148 кг;  4,15%