1. Какое количество теплоты потребуется , чтобы в алюминиевой кастрюле массой 500г нагреть 2 л воды от 20 0С до кипения?(удельная теплоемкость алюминия 920 Дж/кг∙0С, воды 4200 Дж/кг∙0С ).
2. Сколько теплоты, потребуется для плавления куска свинца массой 0,2 кг, взятого при температуре 20 0С? (удельная теплоемкость свинца 140 Дж/кг∙0С , удельная теплота плавления свинца 250000Дж/кг, температура плавления свинца 3270С).
3. В сосуд, содержащий 5 кг воды при 20 0С, впускают водяной пар при 100 0С. В результате теплообмена в сосуде установилась температура 86 0С. Сколько водяного пара впустили в сосуд? Теплообменом с сосудом пренебречь. (удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг∙0С , удельная теплота парообразования 2300000 Дж/кг
Дано:
p = 200кПа
V₁ = 200л
Т₂ = 500К
m = 0.58 кг
M = 0.029 кг/моль
Найти: А - ?
1. Единицы измерения переводим в систему СИ:
p = 200кПа = 200 000 Па
V₁ = 200л = 200х10⁻³ м³ = 0.2 м³
2. В изобарном процессе давление постоянное, значит: p₁ = p₂ = p
Воспользуемся уравнением Менделеева - Клапейрона:
pV₁ = (m/M)RT₁ (1)
Находим Т₁ из уравнения (1):
Т₁ = PV₁M/mR = (200000*0.2*0.029)/(0.58*8.31) = 1160/4.82 = 240.66 K
3. Для изобарного процесса применяем закон Гей-Люссака:
V₁/T₁ = V₂/T₂ (2)
Находим V₂ из уравнения (2) и подставляем значения:
V₂ = V₁T₂/T₁ = (0.2*500)/240.66 = 0.42 м³
4. Формула для расчета работы воздуха:
А = pΔV = p(V₂-V₁) = 200000* (0.42-0.2) = 44 000 Дж = 44 кДж
ответ: А = 44 кДж