Содержание
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( <
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
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.
Загрузка...
