Какая часть воды в подогретом автоклаве быстро испарится после полного снижения давления в системе, если автоклав

Тема: Испарение воды в подогретом автоклаве

Объяснение:
Испарение воды в подогретом автоклаве происходит после полного снижения давления в системе, при условии, что автоклав не охлаждается предварительно и отключено электрическое питание.

Для решения данной задачи мы можем использовать закон сохранения энергии.

Первым шагом необходимо определить количество теплоты, которое требуется для испарения данного объема воды. Для этого используем формулу:

Q = m * H,
где Q - количество теплоты, необходимое для испарения воды, m - масса воды, H - удельная теплота парообразования воды.

Далее, мы можем использовать формулу для определения изменения теплоэнергии:

ΔQ = mcΔT,
где ΔQ - изменение теплоэнергии, m - масса воды, c - теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Когда вода испаряется, ее температура остается неизменной и равной 100 ⁰C. Поэтому можно определить изменение теплоты воды с помощью формулы:

ΔQ = mcΔT = m * c * (T_конечное - T_начальное),

где T_конечное - исходная температура воды (T_начальное) равна температуре воды в автоклаве до испарения, T_конечное - температура воды после испарения.

А теперь определим массу испарившейся воды:

m = Q / H,

где Q - количество теплоты для испарения, H - удельная теплота парообразования воды.

Пример использования:
Пусть масса воды в автоклаве равна 1 кг. Тогда для испарения данной массы воды потребуется:
Q = m * H = 1 кг * 2,3 МДж/кг = 2,3 МДж

Далее, используя формулу изменения теплоэнергии:

ΔQ = mcΔT = 1 кг * 4,2 кДж/(кг-⁰С) * (100 ⁰C - T_начальное),

мы можем определить изменение теплоты воды, которая остается в автоклаве.

Совет:
Для лучшего понимания задачи, можно представить, что автоклав - это закрытый сосуд, в котором происходит процесс нагрева и испарения воды при снижении давления. Важно помнить, что в данной задаче мы пренебрегаем теплообменом воды с окружающей средой.

Упражнение:
Масса воды в автоклаве равна 2 кг. Определите количество испарившейся воды и изменение теплоты воды, если температура оставшейся воды после испарения составляет 80 ⁰C и удельная теплота парообразования воды равна 2 МДж/кг.