Теплообмен в системе с водой и льдом
Какова масса куска льда, после установления теплового равновесия, в теплоизолированном закрытом сосуде, содержащего
Какова масса куска льда, после установления теплового равновесия, в теплоизолированном закрытом сосуде, содержащего 2 кг воды и 200 г насыщенного водяного пара при 100 °C, когда температура воды стала равной 70 °C? Обратите внимание, что в данной задаче мы не учитываем нагревание сосуда и окружающего воздуха. Дополнительно, удельная теплота парообразования воды равна 2,3 × 10^6 дж/кг, удельная теплота плавления льда равна 3,3 × 10^5 дж/кг, а удельная теплоемкость воды составляет 4200 дж/(кг·К). Пожалуйста, переведите температуру из градусов Цельсия в Кельвины.
16.11.2023 20:30
Написать свой ответ:
Инструкция:
Для решения этой задачи нам нужно учесть различные фазовые переходы воды и льда, а также теплообмен между ними. Следуя пошагово:
1. Сначала найдем количество теплоты, необходимое для нагревания 2 кг воды с 70 °C до точки кипения (100 °C). Используем удельную теплоемкость воды: Q1 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры.
2. Затем найдем количество теплоты, необходимое для превращения 2 кг воды в насыщенный водяной пар при 100 °C. Используем удельную теплоту парообразования: Q2 = масса * удельная теплота парообразования.
3. Теперь найдем количество теплоты, выделившееся при охлаждении насыщенного водяного пара до 70 °C. Это будет равно Q1.
4. Наконец, найдем количество теплоты, необходимое для охлаждения 2 кг воды с 100 °C до 70 °C. Снова используем удельную теплоемкость воды: Q3 = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры.
Общая масса льда после установления теплового равновесия будет равна разнице между массой начального льда и массой превращенной воды.
Например:
Задача состоит в том, чтобы определить массу куска льда после установления теплового равновесия.
Совет:
Для упрощения решения этой задачи, можно использовать таблицу, в которой будет отображено изменение тепло в каждом этапе процесса.
Задание для закрепления:
Вычислите массу куска льда после установления теплового равновесия согласно предоставленным данным и объясненному пошаговому решению выше.