profile


Опубликовано 5 лет назад по предмету Физика от mderalex

Заранее спасибо уже час ломаю голову над этим не могу решить

  1. Ответ
    Ответ дан X4cKe

    Задача 1

    Разобьём весь процесс получения теплоты на 4 части

    Q1 - Нагрев льда от температуры -20 °C до 0 °C

    Q2- Преобразование льда в воду

    Q3- Нагрев воды от 0 °С до 100 °С

    Q4- Преобразование воды в пар

    Q= cmΔT, где с - удельная теплоёмкость вещества, m - масса вещества, а ΔT - разница температур после и до (T2-T1)

    Введём обозначения: c₁ - удельная теплоёмкость льда

                                           с₂ - удельная теплоёмкость воды

    Найдём Q1, зная, что c₁=2100 Дж/кг·К, m=8кг, a ΔT=20К

    Q1=c₁mΔT= 2100·8·(273-253)= 2100·8·20= 336000 Дж =336 кДж

    Q=λm, где λ - удельная теплота плавления вещества

    Найдём Q2, зная, что λ=3.4·10⁵Дж/кг·К, а m=8кг

    Q2=λm= 3.4·10⁵·8= 2720000 Дж= 2720 кДж

    На данном этапе мы уже нашли кол-во теплоты, затраченное на процесс нагревания льда и преобразования его в воду. Теперь приступим к воде, начальная температура которой 0°С

    Воспользуемся первой формулой Q=cmΔT для нахождения теплоты, затраченное на нагревание воды до 100°С

    Найдём Q3, зная, что с₂=4200 Дж/кг·К, m=8кг, а ΔT= 100К

    Q3=c₂mΔT=4200·8·100= 3360000 Дж= 3360 кДж

    Теперь у нас имеется вода с температурой 100°С и нам нужно преобразовать её в пар. Для этого воспользуемся формулой

    Q=rm, где r- удельная теплота парообразования и конденсации, а m- масса вещества

    Найдём Q4, зная, что r = 2,3·10⁶ Дж/кг·К, а m=8кг

    Q4= rm= 2.3·10⁶·8= 18400000 Дж= 18400 кДж

    Теперь мы знаем количество полученной теплоты на всех четырёх этапах. Сложив их мы получим искомое число:

    Q1+Q2+Q3+Q4 = 336+2720+3360+18400= 24816 кДж теплоты

    Ответ: ≈24,8 МДж

    ------------------------------------------------------------

    Задача 2

    В этой задаче мы имеем всего лишь один процесс превращения вещества: конденсацию, на которую и уйдёт большая часть энергии.

    Разобьём весь процесс отдачи теплоты на 2 части:

    Q1- конденсация пара

    Q2- охлаждение воды со 100°С до 30°С

    Используем формулу Q=rm, где r - удельная теплота конденсации и парообразования, а m- масса вещества

    Найдём Q1, зная, что r=2.3·10⁶ Дж/кг·К, а m=300 г =0,3 кг

    Q1=rm=2.3·10⁶·0.3=690000 Дж= 690 кДж

    Теперь узнаем какое кол-во теплоты отдаст вода при охлаждении до 30°С

    Используем формулу Q=cmΔT, где с - удельная теплоёмкость вещества (воды, в нашем случае), m - масса вещества, а ΔТ - изменение температуры данного вещества

    Найдём Q2, зная, что с=4200 Дж/кг·К, m=0,3 кг, а ΔТ= 70 К

    Q2= cmΔT= 4200·0.3·70=88200 Дж= 88,2 кДж

    Теперь найдём общее кол-во выделившейся теплоты

    Q=Q1+Q2= 690000+88200=778200 Дж= 778,2 кДж

    Ответ: 778,2 кДж

    P.S: постоянные величины могут отличаться в зависимости от таблицы, но ответ, в любом случае, не будет сильно меняться

    1. Ответ
      Ответ дан X4cKe
      Ответ в первой задаче 24,8 МДж, неправильно записал ответ))

Другие вопросы