Сколько водяного пара при 100

Условие задачи:

Через воду, имеющую температуру 10 °C, пропускают водяной пар при 100 °C. Сколько процентов составит масса воды, образовавшейся из пара, от всей массы воды в сосуде в момент, когда её температура равна 50 °C?

Задача №5.2.20 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

(t_1=10^circ) C, (t_2=100^circ) C, (t=50^circ) C, (alpha-?)

Решение задачи:

Запишем уравнение теплового баланса:

В этом равенстве:

  • (Q_1) — количество теплоты, необходимое для нагревания воды некоторой массы (m) от температуры (t_1) до температуры (t);
  • (Q_2) — количество теплоты, выделяемое при конденсации пара некоторой массы (Delta m);
  • (Q_3) — количество теплоты, выделяемое при охлаждении воды некоторой массы (Delta m), образовавшейся из пара, от температуры (t_2) до температуры (t).

Расписав приведённые количества теплоты, получим такое равенство:

[cmleft( >
ight) = LDelta m + cDelta mleft( <— t>
ight)]

Удельная теплоёмкость воды (c) равна 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота конденсации пара (L) равна 2,26 МДж/кг.

Выразим массу (m):

Вообще искомую величину (alpha) нужно искать по формуле:

Подставим выражение (1) в эту формулу:

Сократим и числитель, и знаменатель на (Delta m):

Домножим и числитель, и знаменатель на (>
ight)>):

Также произведём некоторые преобразования (раскроем скобки в знаменателе):

Посчитаем численный ответ к задаче:

Ответ: 6,4%.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Что ты хочешь узнать?

Ответ

  • Комментарии (10)
  • Отметить нарушение

Так как вся мощность идет на нагрев воды в трубке на Δt, то

Читайте также  Пульт nero radio 8101 1 как программировать

значит, вода в трубке нагревается за время t = (c m Δt)/P

если вода течет равномерно, то v = L/t, где L – длина трубки

тогда с учетом выражения для времени получим:

масса воды в трубке m = p V = p S L = p * (π d²)/4 * L. тогда окончательно:

v = (4 P)/(p π d² c Δt) = (4*10^(4))/(10^(3)*3.14*(2*10^(-2))^(2)*4200*25) ≈ 0.3 м/c

Ответ или решение 1

mк = 100 г = 0,1 кг.

Cсн = 2100 Дж/кг *"С.

mл = 150 г = 0,15 кг.

qл = 3,4 *10^5 Дж/кг.

Qсн = Cсн *mл *(t2 – t3) + qл *mл + Cл *mк *(t2 – t3).

Cсн *mл *(t2 – t3) + qл *mл + Cл *mк *(t2 – t3) = λ *mп.

mп = (Cсн *mл *(t2 – t3) + qл *mл + Cл *mк *(t2 – t3)) / λ.

mп = (2100 Дж/кг *"С *0,15 кг *(0 "С – (-20 "С) + 3,4 *10^5 Дж/кг *0,15 кг + 380 Дж/кг *"С *0,1 кг *(0 "С – (-20 "С)) /2,3 *10^6 Дж/кг = 0,025 кг.

Ответ: в калориметр нужно ввести mп = 0,025 кг водяного пара.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector