Теплота и термодинамика
1 Какое количество энергии требуется для превращения 100 грамм воды в пар при температуре кипения? 2 Какое количество
1 Какое количество энергии требуется для превращения 100 грамм воды в пар при температуре кипения?
2 Какое количество энергии требуется для нагрева 1 тонны кирпича от 20 до 320 °C? Кирпич имеет удельную теплоемкость 750 Дж/(кг°C).
3 Каково отношение удлинения железнодорожного рельса длиной 10 метров при нагревании, если он удлинился на 6 мм?
4 Какова относительная влажность воздуха при температуре 303 К, если точка росы находится при 286 К?
5 Каково парциальное давление водяного пара в комнате при данной температуре, если относительная влажность составляет 30%? Чему равно давление насыщенного водяного пара?
2 Какое количество энергии требуется для нагрева 1 тонны кирпича от 20 до 320 °C? Кирпич имеет удельную теплоемкость 750 Дж/(кг°C).
3 Каково отношение удлинения железнодорожного рельса длиной 10 метров при нагревании, если он удлинился на 6 мм?
4 Какова относительная влажность воздуха при температуре 303 К, если точка росы находится при 286 К?
5 Каково парциальное давление водяного пара в комнате при данной температуре, если относительная влажность составляет 30%? Чему равно давление насыщенного водяного пара?
10.12.2023 07:16
Написать свой ответ:
Описание:
1. Для вычисления количества энергии, требующегося для превращения 100 грамм воды в пар при температуре кипения, мы можем использовать формулу Q = m * ΔH, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, ΔH - удельная теплота парообразования.
Удельная теплота парообразования воды составляет около 40.7 кДж/моль. Молярная масса воды равна 18 г/моль. Таким образом, для превращения 100 г воды в пар, нам понадобится 40.7 кДж/моль * (100 г / 18 г/моль) = 226 кДж.
2. Для вычисления количества энергии, требуемой для нагрева 1 тонны кирпича, мы можем использовать формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.
Удельная теплоемкость кирпича составляет 750 Дж/(кг°C). 1 тонна равна 1000 кг. Таким образом, для нагрева 1 тонны кирпича от 20 до 320 °C, нам понадобится 1000 кг * 750 Дж/(кг°C) * (320°C - 20°C) = 234 млн Дж.
3. Чтобы определить отношение удлинения железнодорожного рельса, мы можем использовать формулу α = ΔL / L0, где α - коэффициент линейного расширения, ΔL - изменение длины, L0 - исходная длина.
Для данного случая, α = (6 мм) / (10 м) = 0.6 мм/м.
4. Для определения относительной влажности воздуха при заданных условиях, мы можем использовать формулу RH = (P / P_s) * 100%, где RH - относительная влажность, P - давление воздуха, P_s - давление насыщенного пара.
Используя таблицы по физике, при температуре 286 К, давление насыщенного пара воды составляет около 1.0 кПа. При температуре 303 К, мы хотим найти P. По закону Шарля-Мариотта, P / P_s = T / T_s, где T и T_s - температуры воздуха и точки росы соответственно. Подставив значения, получим P = (303 К / 286 К) * 1.0 кПа ≈ 1.06 кПа.
Тогда относительная влажность будет RH = (1.06 кПа / 1.0 кПа) * 100% = 106%.
5. Чтобы найти парциальное давление водяного пара в комнате, мы можем использовать формулу P_water = RH * P_s, где P_water - парциальное давление водяного пара, RH - относительная влажность, P_s - давление насыщенного пара.
При заданной относительной влажности 30%, мы можем использовать P_s при данной температуре из таблиц. Подставляя значения, получим P_water = 0.3 * P_s.
Совет:
Для лучшего понимания теплоты и термодинамики, рекомендуется изучать основные законы термодинамики, такие как закон сохранения энергии и закон Шарля-Мариотта. Также полезно понимать основные понятия, такие как удельная теплота и удельная теплоемкость, и уметь применять соответствующие формулы для решения задач.
Проверочное упражнение:
1. Сколько энергии необходимо для превращения 500 граммов воды в пар при температуре кипения?
2. Какое количество энергии потребуется для нагрева 2.5 тонны алюминия от 25 до 100°C? Алюминий имеет удельную теплоемкость 897 Дж/(кг°C).