Стальная деталь. Раскалённую стальную деталь опускают для охлаждения в сосуд с холодной водой, в результате чего \(\Delta m=1\) г воды тут же превращается в пар. Какая температура установится в сосуде, если первоначальная масса воды равна \(m=600\) г, а масса детали \(M=220\) г? Ответ выразить в °C, округлив до десятых. Начальные температуры воды и детали равны \(t_1=26\) °C и \(t_2=310\) °C соответственно. Теплообменом с окружающей средой и теплоёмкостью сосуда пренебречь. Удельная теплоёмкость воды \(c_в=4200\) Дж/(кг·°C), удельная теплоёмкость стали \(c_ст=500\) Дж/(кг·°C), удельная теплота парообразования воды \(L=2{,}3\) МДж/кг, температура кипения воды \(t_{кип}=100\) °C.

1. Переведём массы в килограммы: \(m=0.600\) кг, \(M=0.220\) кг, \(\Delta m=0.001\) кг.
2. Поскольку часть воды превращается в пар, конечная температура равна температуре кипения: \(t=100\ ^\circ\mathrm C\). Вода получает тепло для нагрева от \(26\ ^\circ\mathrm C\) до \(100\ ^\circ\mathrm C\) и для испарения \(0.001\) кг. Стальная деталь при охлаждении до \(100\ ^\circ\mathrm C\) отдаёт это тепло.
3. Составим уравнение теплового баланса: \[Mc_{ст}(t_2-100)=mc_в(100-t_1)+\Delta mL.\]
4. Подставим значения: \[0.220\cdot500\cdot(310-100)=0.600\cdot4200\cdot(100-26)+0.001\cdot2{,}300{,}000.\] Левая часть равна \(23100\) Дж, правая — \(186480+2300=188780\) Дж. Тепла от детали недостаточно, чтобы нагреть всю воду до кипения и испарить 1 г.

Следовательно, условие противоречиво: заданная масса испарившейся воды не может получиться при указанной массе и начальной температуре стальной детали. При этих параметрах кипения и парообразования не будет; для однозначного численного ответа необходимо уточнить данные задачи.