Росатом 2026, Отбор, 9 класс, задача 2

Средняя
Молекулярная физика и термодинамика
Источник:
Олимпиада «Росатом» по физике, Отборочный этап, 2026, 9 класс

В сосуд с водой, имеющей температуру , положили раскаленное стальное тело. После установления равновесия оказалось, что вода полностью покрывает тело, а ее уровень в сосуде не изменился. Найти начальную температуру тела. Плотность воды кг/м, плотность стали кг/м, удельная теплоемкость стали Дж/(кгград), удельная теплота парообразования воды Дж/кг. Потерями тепла в окружающее пространство и теплоемкостью сосуда пренебречь.

Войдите, чтобы проверять ответы

Решение.

Поскольку в конечном равновесном состоянии есть вода, то ее температура - 100 градусов. А тепло, которое по условию не уходит из системы и не тратится на нагрев сосуда, расходуется на испарение воды. А раз уровень воды в сосуде не изменился притом, что вода полностью покрывает тело, то объём испарившейся воды равен объёму тела:

где - масса тела. А, следовательно, масса испарившейся воды равна

Поэтому уравнение теплового баланса дает

где - начальная температура стального тела, . Сокращая в этом выражении массу тела, находим начальную температуру воды

1

Правильный (и обоснованный) вывод, что температура конечного установившегося состояния градусов

1
2

Правильная идея установления равновесия - тепло, отданное стальным телом, тратится на испарение воды

1
3

Правильное уравнение теплового баланса

1
4

Правильный ответ (формула)

1
5

Правильный ответ (число)

1
Максимум: 5

Похожие задачи

Росатом 2022, Отбор, 9 класс, задача 4, 10 класс, задача 3

Для нагревания на Δ T некоторого объема воды первым нагревателем необходимо время t1=5 мин, а для нагревания этого объема на 2Δ T вторым нагревателем необходимо время t2=6 мин. За какое время этот объем воды нагреют на 3Δ T оба нагревателя вместе. Потерями тепла пренебречь.
Средняя
Молекулярная физика и термодинамика

Росатом 2026, Отбор, 8 класс, задача 4

Три сосуда A, B и C соединены двумя трубками с кранами 2 и 3. Сосуд A сообщается с атмосферой через трубку с краном 1. Все краны закрыты, из сосудов откачан воздух. Если открыть кран 1, в сосуде A окажется масса воздуха m. Если теперь закрыть кран 1 и открыть кран 2 в сосуде B окажется масса воздуха
Средняя
Молекулярная физика и термодинамика

Росатом 2025, Отбор, 8,9 класс, задача 4

Если электрический чайник с водой комнатной температуры включить в электрическую сеть, вода в нём закипит через время t1. Если из чайника вылить кипяток, налить такое же количество воды комнатной температуры, дождаться установления теплового равновесия, а потом включить в электрическую се
Средняя
Молекулярная физика и термодинамика

Росатом 2023, Отбор, 9 класс, задача 4

В теплоизолированный калориметр с водой комнатной температуры t = 20circC опускают два тела из одного и того же вещества с массами m и 2m. Известно, что температура первого тела больше температуры второго тела на Δ t = 60circC, и что при установлении теплового равновесия темпер
Средняя
Молекулярная физика и термодинамика