У калориметр, що містив 40 г льоду, впускають 10 г водяної пари. За графіком зміни температури тіл з часом (див. рисунок) визначте, у скільки разів кількість теплоти, що виділилася під час теплообміну, більша за кількість теплоти, що була поглинена.

Дано:

$m_1=0,04$ кг

$m_2=0,01$ кг

речовина 1=лід

речовина 2= водяна пара

Знайти:  $\frac{Q_в}{Q_п}$

Спочатку давайте розберемось із ділянками графіка.

1) АВ - температура пари стабільна 100 градусів Цельсія, відбувається конденсація пари, виділяється теплота $Q_1$

2) ВС - охолодження води, що уворилася з пари, її температура від 100 градусів знижується 60 градусів, виділяється теплота $Q_2$

3) ОД - температура льоду стабільна 0 градусів, відбувається плавлення льоду, поглинається теплоти $Q_3$

4) DC - вода, що утворилася у результаті плавлення льоду, нагрівається від 0 до 60 градусів, поглинається теплота $Q_4$

$Q_1=q_2m_2$          (1)

де $q_2,\;m_2$ - відповідно питома теплота пароутворення води (знайдемо у таблиці), маса пари. 

$Q_2=C_вm_2(t_n-t_k)$       (2)

де    відповідно питома теплоємність води, маса пари, початкова температура пари, кінцева температура процесу. 

$t_n=100^{\circ}C$     $t_k=60^{\circ}C$

$Q_3=q_1m_1$        (3)

де $q_1,\;m_1$ - відповідно питома теплота плавлення льоду і маса льоду.

$Q_4=C_вm_1(t_k-t_л)$        (4)

де $C_в,\;m_1,\;t_л)$ - відповідно питома теплоємність води, маса льоду, початкова температура льоду. 

$t_л=0^{\circ}C$         (5)

$\frac{Q_в}{Q_п}=\frac{Q_1+Q_2}{Q_3+Q_4}$        (6)

$\frac{Q_в}{Q_п}=\frac{q_2m_2+C_вm_2(t_n-t_k)}{q_1m_1+C_вm_1(t_k-t_л)}$         (7)

Знаходимо табличні величини. 

$C_в=4200$ $\frac{Дж}{кг*С}$

$q_2=2400000$ Дж/кг

$q_1=336000$ Дж/кг

$\frac{Q_в}{Q_п}=\frac{2400000*0,01+4200*0,01*(100-60)}{336000*0,04+2400*0,04*(60-0)}\approx 1,3$  

Відповідь:       кількість теплоти, що виділилась під час теплообміну, більша за кількість поглиненої теплоти в 1,3 раза

Ваш відгук або коментар дуже важливий для підтримки і розвитку сайту. На знак подяки напишіть хоча б "дякую". Не зрозуміли - запитуйте, поясню. Потрібна допомога - пишіть на ivankonosovskiy@gmail.com Допоможу безкоштовно