Питання # f9cc1

Відповідь:

Весь лід розплавляється і кінцева температура води # 100 ^ oC # з невеликою кількістю пари.

Пояснення:

По-перше, я думаю, що це неправильний розділ.

По-друге, ви могли б неправильно витлумачити деякі дані, які, якщо вони змінені, можуть змінити спосіб вирішення вправи. Перевірте наведені нижче фактори:

Припустимо наступне:

• Тиск атмосферне.
• 20g at # 100 ^ oC # є насиченою парою, НЕ водою.
• 60g at # 0 ^ oC # є лід, НЕ вода.

(Перший має лише незначні числові зміни, тоді як 2-е і 3-е мають значні зміни)

Існують різні сценарії для цього. Припустимо, що лід тане і перетворюється на воду. Ключ тут полягає в тому, щоб зрозуміти, що оскільки вода змінює фазу (тверде, рідке, газ = лід, вода, пара), дане тепло під час переходу не підвищить температуру. Це тепло називається прихованою теплотою.

Тому лід споживає деяку енергію для плавлення (танення латентної теплоти).

Пара буде споживати деяку енергію для випаровування (кип'ятіння латентної теплоти).

Тому, якщо взяти за еталонну температуру # T_0 = 0 ^ oC # (як і багато інженерних таблиць і посібників) лід має негативну зміну тепла і пара має позитивну зміну тепла. Тому кінцева енергія буде дорівнює:

# Q = Η_ (s) -ΔH_i #

• Лід # ΔΗ_ (i) #

Відповідно до Інженерного інструментарію - Латентні теплота плавлення, латентна теплота плавлення дорівнює # 334 (кДж) / (кг) # Але за 20 грамів:

# ΔΗ_ (i) = 334 (kJ) / (кг) * 0.060kg = 20.04kJ #

Це означає, що якщо всі льоди розплавлені, то потрібні 6,68 кДж.

• Парова # ΔΗ_ (s) #

Відповідно до The Enginnering Toolbox - Властивості Steam, загальна теплота пари, якщо вона закипить # 100 ^ oC # є # 2675,43 (кДж) / (кг) # Але за 60 грамів:

# ΔΗ_ (s) = 2675,43 (кДж) / (кг) * 0,020 кг = 53,51 кДж #

• Кінцева енергія

# Q = Η_ (s) -ΔH_i #

# Q = 53.51-20.04 #

# Q = 33.47kJ #

За загальну суму # 20грам + 60 грам = 80грам = 0,08 кг #:

# Q = 33,47 / 0,08 (кДж) / (кг) = 418,34 (кДж) / (кг) #

• Висновок

Таблиця в Інструментарі Enginnering - Парові властивості говорить про те, що максимальна чутлива теплота води без парів # 417,51 (кДж) / (кг) # Тому, оскільки кінцеве тепло (навіть трохи) більше, вода кипить # 100 ^ oC #. Єдина відмінність від початкової пари полягає в тому, що воно було насиченим (без рідкої води), тоді як зараз це переважно вода з невеликою кількістю пари.