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