Об'єкт з масою 2 кг, температура 315 ° С і питома теплоємність 12 (КДж) / (кг * К) скидається в ємність з 37 л води при 0 ° С. Чи випаровується вода? Якщо ні, то наскільки змінюється температура води?

Відповідь:

Вода не випаровується. Кінцева температура води:

# T = 42 ^ oC #

Так що зміна температури:

# ΔT = 42 ^ oC #

Пояснення:

Загальне тепло, якщо обидва залишаються на одній фазі, становить:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Початкове нагрівання (перед змішуванням)

Де # Q_1 # є теплою водою і # Q_2 # теплоту об'єкта. Тому:

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

Тепер ми повинні погодитися, що:

• Теплоємність води:

#c_ (p_1) = 1 (ккал) / (кг * К) = 4,18 (кДж) / (кг * К) #

• Щільність води:

# ρ = 1 (кг) / (освітлено) => 1lit = 1kg -> # тому кг і літри рівні у воді.

Тому ми маємо:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37 кг * 4,18 (кДж) / (кг * К) * (0 + 273) К + 2 кг * 12 (кДж) / (кг * К) * (315 + 273) К #

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

Остаточне тепло (після змішування)

• Кінцева температура як води, так і об'єкта є звичайною.

# T_1 '= T_2' = T #

• Крім того, загальне тепло є рівним.

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

Тому:

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

Використовуйте рівняння для визначення кінцевої температури:

# 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) (кДж) / (кг * (кДж) / (кг * К) #

# T = 315 ^ oK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

За умови, що тиск є атмосферним, вода не випаровується, оскільки її температура кипіння становить # 100 ^ oC #. Кінцева температура:

# T = 42 ^ oC #

Так що зміна температури:

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