Автор Тема: В теплоизолированном цилиндре ...  (Прочитано 5803 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

frisur

  • Гость
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.
« Последнее редактирование: 22 Декабря 2011, 19:04 от alsak »

si2213

  • Гость
Re: В теплоизолированном цилиндре ...
« Ответ #1 : 25 Апреля 2011, 20:50 »
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=(Н14)·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.
« Последнее редактирование: 25 Апреля 2011, 21:50 от si2213 »

frisur

  • Гость
Re: В теплоизолированном цилиндре ...
« Ответ #2 : 28 Апреля 2011, 14:00 »
Большое спасибо! :D

 

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