Температура кипения воды зависит от атмосферного давления. В среднем, при подъеме на каждые 500 м (вблизи поверхности Земли) температура кипения воды падает на 2-3°С
Например, на горе Эверест (8848 метров над уровнем моря) вода закипит при +70°C. Причем, процесс приготовления пищи в таких условиях, несмотря на кипящую воду, практически невозможен. Скажем, сварить яйцо на Эвересте не получится, так как температура денатурации яичного белка от +85 до +95°С.
Высота горы Говерла около 2000 м. Температура кипения воды на такой высоте примерно 93°С.
Очевидно, что для нагрева одного и того же количества воды, взятой при одинаковой температуре, до температуры кипения на вершине горы потребуется меньше энергии, чем у подножия той же горы:
Q₁ = cm(t₁ - t₀) = cm(100 - t₀) - у подножия горы
Q₂ = cm(t₂ - t₀) = cm(93 - t₀) - на вершине горы
Q₁ > Q₂
Поэтому на вершине горы вода закипит быстрее, но ее температура будет меньше, чем у подножия.
Удельная теплоёмкость воды с=4200Дж/(кг⋅°С), удельная теплота парообразования L =2260000 Дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=330000 Дж/кг.
Тепловой баланс: Q1=Q2
Q1 — теплота, которую забрал сосуд, вода и лед.
Теплота ушла на нагревание сосуда(1), нагревания воды(2), плавления льда(3), и нагревание получившейся воды(4)
Q1=c*Δt1+c*m2*Δt2+λ*m3+c*m3*Δt3=196*14+4200*2*14+1,4*330000+4200*1,4*14=2744+117600+462000+82320= 664664Дж
Значит, после конденсации пара и охлаждения получившейся воды выделится должно тоже 664 664 Дж
Q2=L*m5+c*m5*Δt5
m5=Q2/(L+c*Δt2)= 664664 /(2 260 000+4200*(100-14))=0.254 кг
ответ: понадобится 254 г пара.
