Расчет температуры после достижения теплового равновесия в калориметре
Какое будет значение температуры t3 после достижения теплового равновесия, когда в калориметре находится 200 г воды
Какое будет значение температуры t3 после достижения теплового равновесия, когда в калориметре находится 200 г воды при температуре t1=20∘С, и в него попал пар массой 20 г при температуре t2=100∘С? Ответ выразите в градусах Цельсия, округлив до целых. При этом пренебрегите теплоемкостью калориметра и теплообменом с окружающей средой. Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг⋅∘C), а удельная теплота парообразования воды равна 2,3 МДж/кг.
05.12.2023 00:26
Написать свой ответ:
Описание: Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать закон сохранения энергии. Сначала рассчитаем количество энергии, переданной от пара к воде. Для этого воспользуемся удельной теплотой парообразования, удельной теплоемкостью воды и массой пара.
Количество теплоты, переданное от пара к воде (Q1), можно рассчитать с помощью формулы:
Q1 = масса пара * удельная теплота парообразования
Затем рассчитаем количество теплоты, поглощенное водой (Q2), воспользовавшись формулой:
Q2 = масса воды * удельная теплоемкость воды * (конечная температура - начальная температура)
Из закона сохранения энергии следует, что Q1 = Q2.
Для нахождения конечной температуры (t3) необходимо перейти к алгебраическому уравнению и решить его относительно t3:
масса пара * удельная теплота парообразования = масса воды * удельная теплоемкость воды * (конечная температура - начальная температура)
Подставляя известные значения, получаем:
20 г * 2,3 МДж/кг = 200 г * 4200 Дж/(кг⋅∘C) * (t3 - 20∘С)
Решая данное уравнение, получаем:
t3 - 20 = (20 * 2,3 * 1000) / (200 * 4200)
t3 - 20 = 1,095
t3 = округляем до целых
Пример: Найдите значение температуры t3 после достижения теплового равновесия, если в калориметре находится 200 г воды при температуре 20∘C, и в него попал пар массой 20 г при температуре 100∘C.
Совет: При решении подобных задач обязательно обращайте внимание на единицы измерения и правильное использование формул для расчетов. Убедитесь, что у вас есть все необходимые значения, прежде чем начать решение задачи.
Дополнительное упражнение: В калориметре находится 300 г воды при температуре t1=30∘C, а также кусок льда массой 50 г. Найдите температуру после достижения теплового равновесия, если известно, что удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг⋅∘C), а удельная теплота плавления льда равна 334 кДж/кг. При решении пренебрегите теплообменом с окружающей средой. Ответ округлите до целых градусов Цельсия.