Автор Тема: Сколько пара для этого потребуется?  (Прочитано 7036 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Fiz

  • Гость
3. В медном калориметре массой m1 = 1 кг находится вода массой m2 = 2 кг и
лед массой m3 = 3 кг. Температура воды t1 = 0 градусов по Цельсию.
Калориметр необходимо нагреть до температуры t2 = 80 градусов по Цельсию
 пропусканием водяного пара при температуре t3 = 100 градусов по
Цельсию. Сколько пара для этого потребуется?
« Последнее редактирование: 18 Апреля 2011, 21:37 от Fiz »

si2213

  • Гость
Re: Сколько пара для этого потребуется?
« Ответ #1 : 18 Апреля 2011, 21:56 »
Между телами, указанными в условии задачи происходит теплообмен.
Медный калориметр должен нагреться, т.е. получить количество теплоты  Q1

Q1=C1·m1·(t2-t1)

где теплоёмкость меди C1=390 Дж/кг·К

Q1=390·1·(80-0)=31200 Дж

Вода в калориметре тоже нагревается и получит количество теплоты Q2:

Q2=C2·m2·(t2-t1)

где теплоёмкость воды  C2=4200 Дж/кг·К

Q2=4200·2·(80-0)=672000 Дж

Лёд, который находился в калориметре, сначала должен растаять, т.е. претерпеть фазовый переход, а затем, полученная вода, должна нагреться до t2. Значит, лёд при таянии и последующем нагревании полученной от него воды получит теплоты

Q3=Q31+Q32

Плавление льда, фазовый переход:  Q31=m2·λ

где удельная теплота плавления льда  λ=334000 Дж/кг, тогда  Q31=3·334000=1002000 Дж

Нагревание воды, полученной от плавления льда:

Q32=C2·m3·(t2-t1)

Q32=4200·3·(80-0)=1008000 Дж,  тогда  Q3=1002000+1008000=2010000 Дж

Пар отдаёт тепло, при этом он конденсируется, а полученная от пара вода охлаждается. Общее количество теплоты, отданное паром:

Q4=Q41+Q42

конденсация пара:  Q41=r·m

где теплота конденсации (испарения воды) пара: r=2,3·106 Дж/кг

охлаждение воды, полученной при конденсации пара:

Q42=C2·m·(100-t2)=4200·m·(100-80)=84000·m

Получаем: Q4=(2,3·106+84000)·m=2384000·m

Теперь можем записать уравнение теплового баланса. Слева от знака равенства запишем теплоты, которые тела получают, справа - теплоты, которые тела отдают:

Q1+Q2+Q3=Q4,        получим:

31200+672000+2010000=2384000·m    получаем  m=2713200/2384000=1,138 кг
« Последнее редактирование: 18 Апреля 2011, 22:48 от si2213 »

 

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