Через посудину з водою, температура якої 10°С, а маса 300 г, пропускають водяну пару при температурі 100°С. До якої температури нагріється вода, якщо маса пари 20 г?​

Запишемо умову в одиницях СІ.
Дано:
T_1=283\;K  
m_1=0,3 кг
T_2=373\;K
m_2=0,02 кг
Знайти:  T_3

Кількість теплоти Q_1, яку отримає вода у посудині, дорівнює сумі кількості теплоти Q_2, яка виділиться за рахунок конденсації водяної пари  і кількості теплоти Q_3, яку отримана у результаті конденсації  вода віддасть при її охолодженні до кінцевої температури процесу t_3

Q_1=Q_2+Q_3          (1)

Q_1=Cm_1(T_3-T_1)         (2)

де С - питома теплоємність води (таблична величина, знайдемо у таблиці).

Q_2=qm_2       (3)

де q - питома теплота пароутворення і конденсації води.

Q_3=Cm_2(T_2-T_3)        (4)

(2), (3), (4)👉(1)

Cm_1(T_3-T_1)=qm_2+Cm_2(T_2-T_3)        (5)

Cm_1T_3-Cm_1T_1=qm_2+Cm_2T_2-Cm_2T_3         (6)

Cm_2T_3+Cm_1T_3=Cm_1T_1+qm_2+Cm_2T_2        (7)

T_3C(m_2+m_1)=qm_2+C(m_1T_1+m_2T_2)        (8)

T_3=\frac{qm_2+C(m_1T_1+m_2T_2)}{C(m_2+m_1)}        (9)


C=4200 \frac{Дж}{кг*°С}


q=2400000 Дж/кг

T_3=\frac{2400000*0,02+4200*(0,3*283+0,02*373)}{4200*(0,02+0,3)}\approx 324\;K   

Переведемо з градусів Кельвіна у градуси Цельсія:    324-273=51

Відповідь: 51°С

Ваш відгук, коментар або лайк дуже важливий для підтримки сайту. Не пошкодуйте 10 секунд свого часу. Не зрозуміли - запитуйте, поясню. Потрібна допомога - пишіть на ivankonosovskiy@gmail.com Допоможу безкоштовно  

Коментарі