Obiekt o masie 2 kg, temperaturze 315 ° C i cieple właściwym 12 (KJ) / (kg * K) wrzuca się do pojemnika z 37 l wody o temperaturze 0 ° C. Czy woda paruje? Jeśli nie, o ile zmienia się temperatura wody?

Odpowiedź:

Woda nie odparowuje. Końcowa temperatura wody wynosi:

# T = 42 ^ oC #

Więc zmiana temperatury:

# ΔT = 42 ^ oC #

Wyjaśnienie:

Całkowite ciepło, jeśli oba pozostają w tej samej fazie, to:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Ciepło początkowe (przed mieszaniem)

Gdzie # Q_1 # jest ciepłem wody i # Q_2 # ciepło obiektu. W związku z tym:

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

Teraz musimy się zgodzić, że:

• Pojemność cieplna wody wynosi:

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

• Gęstość wody wynosi:

# ρ = 1 (kg) / (świeci) => 1 świeci = 1 kg -> # więc kg i litry są równe w wodzie.

Więc mamy:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37 kg * 4,18 (kJ) / (kg * K) * (0 + 273) K + 2 kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (315 + 273) K #

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

Ciepło końcowe (po wymieszaniu)

• Końcowa temperatura wody i obiektu jest powszechna.

# T_1 '= T_2' = T #

• Również całkowite ciepło jest równe.

# Q_1 '+ Q_2' = Q_1 + Q + 2 #

W związku z tym:

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

Użyj równania, aby znaleźć temperaturę końcową:

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

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

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

# T = 315 ^ OK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

Pod warunkiem, że ciśnienie jest atmosferyczne, woda nie odparowuje, ponieważ jej temperatura wrzenia wynosi # 100 ^ oC #. Temperatura końcowa wynosi:

# T = 42 ^ oC #

Więc zmiana temperatury:

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