Objekt s masom od 2 kg, temperature od 315 ° C i specifičnom toplinom od 12 (KJ) / (kg * K) baca se u posudu s 37 L vode na 0 ° C. Je li voda isparila? Ako ne, koliko se mijenja temperatura vode?

Odgovor:

Voda ne isparava. Konačna temperatura vode je:

# T = 42 ^ oC #

Dakle, promjena temperature:

# DT = 42 ^ oC #

Obrazloženje:

Ukupna toplina, ako oba ostaju u istoj fazi, je:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Početna toplina (prije miješanja)

Gdje # Q_1 # je toplina vode i # Q_2 # toplinu objekta. Stoga:

# Q_1 + = Q_2 m_1 * C ^ (p_1) + T_1 + m_2 * C ^ (p_2) + T_2 #

Sada se moramo složiti da:

• Toplinski kapacitet vode je:

#c_ (p_1) = 1 (kcal) / (kg * K) = 4,18 (kJ) / (kg * K) #

• Gustoća vode je:

# ρ = 1 (kg) / (lit) => 1 lit = 1 kg -> # kg i litre su jednake u vodi.

Dakle, imamo:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37kg * 4.18 (kJ / (kg) * K) + (0 + 273) K + 2 kg * 12 (kJ / (kg) * K) + (315 + 273) K #

# Q_1 + = Q_2 56334,18kJ #

Završna toplina (nakon miješanja)

• Konačna temperatura vode i objekta je uobičajena.

# T_1 '= T_2' = T #

• Također, ukupna toplina je jednaka.

# Q_1 '+ Q_2' = Q_1 + P + 2 #

Stoga:

# Q_1 + = Q_2 m_1 * C ^ (p_1) * T * C ^ + m_2 (p_2) * T #

Koristite jednadžbu za pronalaženje konačne temperature:

# Q_1 + Q_2 = T * (* C ^ m_1 (p_1) + m_2 * C ^ (p_2)) *

# T = (+ Q_1 Q_2) / (C ^ * m_1 (p_1) + m_2 * C ^ (p_2)) *

# T = (56334,18) / (37 * 4,18 * + 2 12) (kJ) / (kg * (kJ / (kg) * K) #

# 315 T = OK ^ #

# T = 315 - 273 = 42 ^ oC #

Pod uvjetom da je tlak atmosferski, voda nije isparavala, jer je njezino vrelište # 100 ^ oC #, Konačna temperatura je:

# T = 42 ^ oC #

Dakle, promjena temperature:

# DT = | T_2-T_1 | = | 42-0 | = 42 ^ oC #