Автор Тема: В медном калориметре массой  (Прочитано 2617 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн Антон Огурцевич

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2401
  • Рейтинг: +5/-0
  • Пространство переходит во время, как тело в душу.
В медном калориметре массой
« : 03 Апреля 2015, 13:48 »
В медном калориметре массой mк содержится лед массой mл при температуре tл. В калориметр впустили водяной пар массой mп при температуре tп. Определить температуру теплового равновесия tр, установившегося в калориметре. Тепловыми потерями пренебречь.

« Последнее редактирование: 26 Апреля 2015, 06:30 от alsak »

Оффлайн Сергей

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 2256
  • Рейтинг: +0/-0
Re: В медном калориметре массой
« Ответ #1 : 05 Апреля 2015, 17:24 »
Решение.
Определим энергию которая выделится при остывании водяного пара.
\[ {{Q}_{1}}={{c}_{n}}\cdot {{m}_{n}}\cdot ({{t}_{K}}-{{t}_{n}})\ \ \ (1). \]
Q1 - количество теплоты которое выделится при остывании водяного пара от tn = 160 °С до tК = 100 °С, сп = 2000 Дж/кг ∙°С– удельная теплоемкость водяного пара.
Q1 = -72000 Дж.
Определим температуру до которой нагреется медный колориметр и лед от - 25°С энергией которая выделится при остывании пара до 100 °С.
Q1 + Q2 + Q3 = 0  (2).
Q2- количество теплоты которое получит медный калориметре при нагревании от t1 = -25 °С до температуры t2, см = 380 Дж/кг ∙°С – удельная теплоемкость меди.
\[ {{Q}_{2}}={{c}_{M}}\cdot {{m}_{K}}\cdot ({{t}_{2}}-{{t}_{1}})\ \ \ (3). \]
Q3 - количество теплоты которое получит кусок льда, при нагревании от t1 = -25 °С до t2, сл = 2100 Дж/кг ∙°С – удельная теплоемкость льда.
\[ {{Q}_{3}}={{c}_{L}}\cdot {{m}_{L}}\cdot ({{t}_{2}}-{{t}_{1}})\ \ \ (4).\ {{t}_{2}}=\frac{-{{Q}_{1}}+{{c}_{M}}\cdot {{m}_{M}}\cdot {{t}_{1}}+{{c}_{L}}\cdot {{m}_{L}}\cdot {{t}_{1}}}{{{c}_{M}}\cdot {{m}_{M}}+{{c}_{L}}\cdot {{m}_{L}}}\ \ \ (5). \]
t2 = -18,814 °С.
Определим количество теплоты которое необходимо для нагревания медного колориметра от температуры t2 = -18,814 °С до tК = 100 °С и количество теплоты которое необходимо для нагревания льда от температуры t2 = -18,814 °С до t3 = 0 °С, плавлению льда, λ = 3,3∙105 Дж/кг, λ  – удельная теплота плавления льда, нагреванию полученной воды из льда от температуры t3 = 0 °С до tК = 100 °С, св = 4200 Дж/кг ∙°С– удельная теплоемкость воды. Определим количество пара которое необходимо сконденсировать при tК = 100 °С для этого, L = 2,3∙106 Дж/кг – удельная теплота парообразования воды.
\[ \begin{align}
  & Q={{Q}_{4}}+{{Q}_{5}}+{{Q}_{6}}+{{Q}_{7}}\ \ \ (6),\ {{Q}_{4}}={{c}_{M}}\cdot {{m}_{K}}\cdot ({{t}_{K}}-{{t}_{2}})\ \ \ (7),\ {{Q}_{5}}={{c}_{L}}\cdot {{m}_{L}}\cdot ({{t}_{3}}-{{t}_{2}})\ \ \ (8\ ), \\
 & {{Q}_{6}}={{m}_{L}}\cdot \lambda \ \ \ (9),\ {{Q}_{7}}={{c}_{B}}\cdot {{m}_{L}}\cdot ({{t}_{K}}-{{t}_{3}})\ \ \ (9\ ). \\
 & Q=L\cdot m,\ m=\frac{Q}{L}\ \ \ (10). \\
\end{align} \]
Q4 = 13544,796 Дж, Q5 = 19754,47 Дж Q6 = 165000 Дж Q7 = 210000 Дж.
m = 0,178 кг.
Температура теплового равновесия tр, установившееся в калориметре будет 100 °С, весь водяной пар остынет до 100 °С, сконденсируется 0,178 кг водяного пара. Медный колориметр нагреется до 100 °С, лед нагреется до 0 °С, расплавится и полученная вода нагреется до 100 °С,  0,422 кг пара будет в газо подобном состоянии, этот пар будет находится в тепловом равновесии с 0,678 кг воды и медным колориметром.
« Последнее редактирование: 26 Апреля 2015, 06:31 от alsak »

 

Sitemap 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24