Вычисление массы выкипевшей воды
Какая будет масса выкипевшей воды М1, если в начале в калориметре было 10 килограмм воды? Калориметр содержал воду
Какая будет масса выкипевшей воды М1, если в начале в калориметре было 10 килограмм воды?
Калориметр содержал воду при температуре Т0 = 273К. Затем в него был помещен расплавленный алюминий массой m = 1 кг и температурой Т1 = 933К. В результате, температура воды в калориметре повысилась до Т2 = 278К, а некоторое количество воды выпарилось. Теплоемкостью калориметра можно пренебречь. Удельная теплоемкость воды равна с1 = 4,2 кДж/кг·К, удельная теплоемкость алюминия равна с2 = 0,9 кДж/кг·К, удельная теплота плавления алюминия равна = 0,38 МДж/кг, а удельная теплота парообразования воды равна r = 2,2 МДж/кг.
Калориметр содержал воду при температуре Т0 = 273К. Затем в него был помещен расплавленный алюминий массой m = 1 кг и температурой Т1 = 933К. В результате, температура воды в калориметре повысилась до Т2 = 278К, а некоторое количество воды выпарилось. Теплоемкостью калориметра можно пренебречь. Удельная теплоемкость воды равна с1 = 4,2 кДж/кг·К, удельная теплоемкость алюминия равна с2 = 0,9 кДж/кг·К, удельная теплота плавления алюминия равна = 0,38 МДж/кг, а удельная теплота парообразования воды равна r = 2,2 МДж/кг.
05.12.2023 07:39
Написать свой ответ:
Описание:
Для решения этой задачи нам необходимо использовать закон сохранения энергии и теплового баланса. Вначале в калориметре было 10 кг воды при температуре Т0 = 273К. Затем мы поместили массу алюминия, которая равна 1 кг и имеет температуру Т1 = 933К. После этого температура воды повысилась до Т2 = 278К, а некоторая вода выкипела.
Для решения данной задачи мы должны учесть тепло, переданное от алюминия к воде и теплоту парообразования потерянной воды. Мы можем использовать следующее уравнение:
Q1 + Q2 = Q3
где Q1 - тепло, переданное от алюминия к воде, Q2 - теплота парообразования потерянной воды и Q3 - изменение внутренней энергии воды.
Тепло, переданное от алюминия к воде, можно рассчитать с помощью удельной теплоемкости алюминия и разности температур:
Q1 = с2 * m * (Т2 - Т1)
Теплота парообразования потерянной воды рассчитывается следующим образом:
Q2 = λ * m1
где m1 - масса выпарившейся воды.
Изменение внутренней энергии воды может быть рассчитано с помощью удельной теплоемкости воды и разности температур:
Q3 = с1 * m * (Т2 - Т0)
Так как энергия является сохраняющейся величиной, сумма Q1 и Q2 должна быть равна Q3:
с2 * m * (Т2 - Т1) + λ * m1 = с1 * m * (Т2 - Т0)
Теперь, мы можем решить это уравнение относительно m1, чтобы найти массу выпарившейся воды.
Доп. материал:
Для данной задачи, мы можем использовать следующие значения:
с1 = 4,2 кДж/кг·К
с2 = 0,9 кДж/кг·К
λ = 0,38 МДж/кг
m = 1 кг
Т0 = 273 К
Т1 = 933 К
Т2 = 278 К
Подставив значения в уравнение и решив его, мы можем найти массу выпарившейся воды.
Совет:
При решении подобных задач, важно внимательно читать условие и записывать известные значения. Также обратите внимание на единицы измерения и сделайте необходимые конверсии, если это необходимо. При необходимости, округляйте ответы до необходимого числа знаков после запятой.
Задание для закрепления:
Используя удельную теплоемкость алюминия (с2 = 0,9 кДж/кг·К), температуру алюминия (Т1 = 933 К) и температуру воды после процесса (Т2 = 278 К), вычислите массу выпарившейся воды (m1), если масса алюминия равна 1 кг.