Форум сайта alsak.ru
Задачи и вопросы по физике => Термодинамика. МКТ => Поверхность жидкости. Пар => : frisur 25 April 2011, 14:06
-
В теплоизолированном цилиндре ,теплоёмкостью которого можно пренебречь,под невесомым легкоподвижным поршнем находится m1 = 10 г насыщенного водяного пара при температуре t = 100 °С и нормальном атмосферным давлении(р = 1,01⋅105 Па). В цилиндр впрыскивают m2 = 5,1 г воды (с = 4,2⋅103 Дж/кг⋅K, L = 2,26⋅106 Дж/кг) при температуре t2 = 0 °C. Если площадь поперечного сечения поршня S = 100 см2, то он при этом опустится на расстояние Δh, равное... см.
-
Привет!
При впрыске холодной воды массой m2 в теплоизолированный цилиндр она нагреется до температуры 100оС, при этом часть пара сконденсируется в жидкость при температуре 100оС. Это количество пара с массой m3, найдём из равенства:
m3·L=m2·C·(t-t2) откуда
m3=m2·C·(t-t2)/L
подстановка и вычисления дадут m3=5,1·10-3·4200·(100-0)/(2,26·106)=0,95·10-3
Тогда под поршнем останется пара m4=m1-m3.
Теперь, чтобы определить, на сколько переместится поршень запишем уравнения Менделеева-Клайперона для двух состояний пара: c массой m1- до впрыска холодной воды:
P·V1=m1·R·T/μ
и с массой m4 - после впрыска:
P·V4=m4·R·T/μ
выражаем из каждого уравнения объёмы V1=m1·R·T/(μ·Р)
V4=m4·R·T/(μ·Р) , здесь Т=273+100=373К
и ищем их разность:
V1-V4=(m1-m4)·R·T/(μ·Р) (1)
т.к. V=H·S, где Н - координата положения поршня относительно дна цилиндра, то разность объёмов даст величину смещения поршня h:
V1-V4=(Н1-Н4)·S=h·S
а разность масс m1-m4=m3 подставляем последние два уравнения в (1):
h·S=m3·R·T/(μ·Р) откуда:
h=m3·R·T/(μ·Р·S)=0,95·10-3·8,314·373/(0,018·1,01·105·0,01)=0,162 м=16,2 см
Ответ h=16,2 см
Удачи.
-
Большое спасибо! :D