Objekt s hmotností 2 kg, teplotou 315 ° C a specifickým teplem 12 (KJ) / (kg * K) se přikape do nádoby s 37 1 vody při teplotě 0 ° C. Odpařuje se voda? Pokud ne, jak se mění teplota vody?

Odpovědět:

Voda se neodpařuje. Konečná teplota vody je:

# T = 42 ^ oC #

Změna teploty:

# ΔT = 42 ^ oC #

Vysvětlení:

Celkové teplo, pokud obě zůstanou ve stejné fázi, je:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Počáteční teplo (před smícháním)

Kde # Q_1 # je teplo vody a # Q_2 # teplo objektu. Proto:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T_1 + m_2 * c_ (p_2) * T_2 #

Nyní musíme souhlasit, že:

• Tepelná kapacita vody je:

#c_ (p_1) = 1 (kcal) / (kg * K) = 4,18 (kJ) / (kg * K) #

• Hustota vody je:

# ρ = 1 (kg) / (svítí) => 1lit = 1kg -> # tak kg a litry jsou ve vodě stejné.

Takže máme:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37 kg * 4,18 (kJ) / (kg * K) * (0 + 273) K + 2 kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (315 + 273) K #

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

Konečné teplo (po smíchání)

• Konečná teplota vody i objektu je běžná.

# T_1 '= T_2' = T #

• Také celkové teplo je stejné.

# Q_1 '+ Q_2' = Q_1 + Q + 2 #

Proto:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T + m_2 * c_ (p_2) * T #

Použijte rovnici k nalezení konečné teploty:

# Q_1 + Q_2 = T * (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (Q_1 + Q_2) / (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (56334,18) / (37 * 4,18 + 2 x 12) (kJ) / (kg * (kJ) / (kg * K) #

# T = 315 ^ oK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

Za předpokladu, že tlak je atmosférický, voda se neodpaří, protože její bod varu je # 100 ^ oC #. Konečná teplota je:

# T = 42 ^ oC #

Změna teploty:

# ΔT = | T_2-T_1 | = | 42-0 | = 42 ^ oC #