9.11. В лаборатории в латунном калориметре массой 150 г находится 200 г снега. Первоначальная температура снега и калориметра равна −10 °C. Какую минимальную массу водяного пара при температуре 100 °C нужно ввести в калориметр, чтобы весь снег растаял? Снег считать льдом. Потерями теплоты пренебречь.

Минимальная масса пара нужна, чтобы снег растаял и полученная вода достигла 0 °C. Пар при этом конденсируется, а образовавшаяся вода остывает от 100 °C до 0 °C.

Количество теплоты для нагрева льда до 0 °C, его плавления и нагрева калориметра:

\(Q=0.2\cdot2100\cdot10+0.2\cdot3.4\cdot10^5+0.15\cdot380\cdot10\).

\(Q=4200+68000+570=72770\) Дж.

Один килограмм пара при конденсации и последующем охлаждении воды до 0 °C отдаёт \(2.3\cdot10^6+4200\cdot100=2.72\cdot10^6\) Дж.

Из теплового баланса:

\(m\cdot2.72\cdot10^6=72770\), поэтому \(m\approx0.0268\) кг.

Ответ: примерно 0,0268 кг, или 26,8 г водяного пара.