Лучшие помощники
- Megamozg 2170 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1685 б
- arkasha_bortnikov 775 б
- Dwayne_Johnson 760 б
10 мая 2023 05:39
294
Через воду с температурой 20* пропускают 100г водяного пара при температуре 100* какой была масса воды , если скондексировалась половина пара? Тепловых потерь нет удельная теплота парообразования воды 2,3 МДж/кг удельная теплоёмкость воды 4,2 кДж/кг*С
1
ответ
Для решения задачи можно использовать закон сохранения энергии.
Изначально в системе была только вода при температуре 20 градусов. После пропускания воды через нее появился водяной пар при температуре 100 градусов.
Таким образом, энергия, которая была в системе изначально, равна энергии, которая появилась после пропускания воды.
Энергия воды:
Q1 = m1 * c * ΔT, где
m1 - масса воды,
c - удельная теплоемкость воды,
ΔT - изменение температуры.
Q1 = m1 * c * (100 - 20) = 3360 * m1 Дж.
Энергия пара:
Q2 = m2 * L, где
m2 - масса пара,
L - удельная теплота парообразования.
Q2 = m2 * 2,3 * 10^6 Дж.
Так как сконденсировалась половина пара, то масса пара уменьшилась в два раза, а энергия пара уменьшилась также в два раза:
Q2' = m2/2 * 2,3 * 10^6 Дж.
Таким образом, энергия в системе изначально равна энергии после пропускания воды:
Q1 = Q2'
3360 * m1 = m2/2 * 2,3 * 10^6
m1 = m2/2 * 2,3 * 10^6 / 3360
m1 = m2 * 383 / 3360
Теперь осталось найти массу пара m2. Для этого воспользуемся законом Гей-Люссака:
V1/T1 = V2/T2, где
V1 - объем пара при температуре 100 градусов,
T1 - температура пара,
V2 - объем пара при сконденсировании,
T2 - температура сконденсированного пара (температура воды).
Объем пара можно найти из уравнения состояния идеального газа:
pV = mRT, где
p - давление,
m - масса,
R - универсальная газовая постоянная.
Для водяного пара при давлении 1 атмосфера (101325 Па) и температуре 100 градусов:
pV = mRT
101325 * V = m * 461
m = 100 / 18 * 461 / 101325 = 0,299 кг.
Теперь можем найти объем пара:
pV = mRT
101325 * V = 0,299 * 461 * (100 + 273)
V = 0,299 * 461 * 373 / 101325 = 0,012 м^3.
Объем сконденсированного пара равен половине объема изначального пара:
V2 = V1 / 2 = 0,012 / 2 = 0,006 м^3.
Теперь можем найти массу сконденсированного пара:
pV = mRT
101325 * 0,006 = m * 461 * 20
m = 101325 * 0,006 / (461 * 20) = 0,0087 кг.
Таким образом, масса воды, которая пропустила через себя 100 грамм пара, равна:
m1 = m2 * 383 / 3360 = 0,0087 * 383 / 3360 = 0,00099 кг = 0,99 грамм.
Изначально в системе была только вода при температуре 20 градусов. После пропускания воды через нее появился водяной пар при температуре 100 градусов.
Таким образом, энергия, которая была в системе изначально, равна энергии, которая появилась после пропускания воды.
Энергия воды:
Q1 = m1 * c * ΔT, где
m1 - масса воды,
c - удельная теплоемкость воды,
ΔT - изменение температуры.
Q1 = m1 * c * (100 - 20) = 3360 * m1 Дж.
Энергия пара:
Q2 = m2 * L, где
m2 - масса пара,
L - удельная теплота парообразования.
Q2 = m2 * 2,3 * 10^6 Дж.
Так как сконденсировалась половина пара, то масса пара уменьшилась в два раза, а энергия пара уменьшилась также в два раза:
Q2' = m2/2 * 2,3 * 10^6 Дж.
Таким образом, энергия в системе изначально равна энергии после пропускания воды:
Q1 = Q2'
3360 * m1 = m2/2 * 2,3 * 10^6
m1 = m2/2 * 2,3 * 10^6 / 3360
m1 = m2 * 383 / 3360
Теперь осталось найти массу пара m2. Для этого воспользуемся законом Гей-Люссака:
V1/T1 = V2/T2, где
V1 - объем пара при температуре 100 градусов,
T1 - температура пара,
V2 - объем пара при сконденсировании,
T2 - температура сконденсированного пара (температура воды).
Объем пара можно найти из уравнения состояния идеального газа:
pV = mRT, где
p - давление,
m - масса,
R - универсальная газовая постоянная.
Для водяного пара при давлении 1 атмосфера (101325 Па) и температуре 100 градусов:
pV = mRT
101325 * V = m * 461
m = 100 / 18 * 461 / 101325 = 0,299 кг.
Теперь можем найти объем пара:
pV = mRT
101325 * V = 0,299 * 461 * (100 + 273)
V = 0,299 * 461 * 373 / 101325 = 0,012 м^3.
Объем сконденсированного пара равен половине объема изначального пара:
V2 = V1 / 2 = 0,012 / 2 = 0,006 м^3.
Теперь можем найти массу сконденсированного пара:
pV = mRT
101325 * 0,006 = m * 461 * 20
m = 101325 * 0,006 / (461 * 20) = 0,0087 кг.
Таким образом, масса воды, которая пропустила через себя 100 грамм пара, равна:
m1 = m2 * 383 / 3360 = 0,0087 * 383 / 3360 = 0,00099 кг = 0,99 грамм.
0
·
Хороший ответ
10 мая 2023 05:45
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Математика
Дети водят хоровод вокруг новогодней ёлки. Все девочки нарядились в принцессами, а все мальчики – рыцарями. Рядом с каждым рыцарем обязательно есть хо...
После сушки груш остаётся 16 % их первоначальной массы. Какова была масса груш до сушки, если высушенных вышло 4 т? Какова масса высушенных груш, есл...
Найдите отношение 5 к 4....
Трубка склеена из красных, синих и желтых колец, причем любые соседние кольца-разного цвета. если сломать трубку на стыке красныэ и желтых колец ( на...
вычисли площадь прямоугольника,если:длина равна 5 дм,а ширина 3 дм;длина равна 9 см,а ширина на 2 см меньше;ширина равна 4 см,а длина вдвое больше;дли...