Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 900 б
- Dwayne_Johnson 870 б
10 мая 2023 05:39
631
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
8. На рисунке изображена развёртка поверхности тела, сложенного из шести попарно равных прямоугольников, размеры которых указаны. Вычислите объём данн...
Помогите, пожалуйста, найти область определения функции...
Какое математическое выражение соответствует заданию "10 x 3 8 x 1"?...
Какое слово с суффиксом очк означает маленькую ложку?...
продано 800 взрослых и 600 билетов на сумму 665800 рублей. сколько стоит взрослый и детский билет...