Пар ввели. Он начнёт выделять тепло - сначала конденсироваться (Qк), затем остывать (Qо). Эта теплота пойдёт на нагрев воды (Qн), плавление льда (Qп) и его последующий нагрев (Qн(льда)). В итоге в сосуде будет вода температурой Т'. Составим уравнение теплового баланса:
Qк + Qо = Qн + Qп + Qн(льда)
Qк = Lm₃
Qо = сm₃|T' - Tk| = cm₃(Tk - T')
Qн = cm₁(T' - T)
Qп = λm₂
Qн(льда) = cm₂(T' - T)
Подставляем правые части в уравнение баланса и выражаем m₃:
1) Воспользуемся законом Дальтона (парциальное давление каждого газа в смеси) именно по такой формуле мы найдем давлений каждого газа в смеси:
p = p₁ + p₂ - Закон Дальтона (1)
2) Для нахождения давлений газов в смеси используется по формуле Менделеева-Клайперона, именно по таким формулам мы получим формулы про давлений газов, а потом подставим в формулу (1), и тогда мы получим нахождение количества вещества у азота:
p₁×V = n(H₂)×R×T - Уравнение состояния идеального газа у водорода
p₂×V = n(N₂)×R×T - Уравнение состояния идеального газа у азота
Следовательно:
p₁ = (n(H₂)×R×T)/V - Давление идеального газа у водорода
p₂ = (n(N₂)×R×T)/V - Давление идеального газа у азота
Следовательно:
p = (n(H₂)×R×T)/V + (n(N₂)×R×T)/V | × V
p×V = (n(H₂)×R×T) + (n(N₂)×R×T)
p×V = (n(H₂) + n(N₂))×R×T | : R×T
(p×V)/(R×T) = (n(H₂) + n(N₂))
n(N₂) = (p×V)/(R×T) - n(H₂) - количества вещества у азота
1)
Дано:
T = 0 °С
m₁ = 0,8 кг
m₂ = 100 г = 0,1 кг
Tk = 100 °С
T' = 30 °С
с = 4200 Дж/(кг* °С)
λ = 330*10³ Дж/кг
L = 2260*10³ Дж/кг
m₃ - ?
Пар ввели. Он начнёт выделять тепло - сначала конденсироваться (Qк), затем остывать (Qо). Эта теплота пойдёт на нагрев воды (Qн), плавление льда (Qп) и его последующий нагрев (Qн(льда)). В итоге в сосуде будет вода температурой Т'. Составим уравнение теплового баланса:
Qк + Qо = Qн + Qп + Qн(льда)
Qк = Lm₃
Qо = сm₃|T' - Tk| = cm₃(Tk - T')
Qн = cm₁(T' - T)
Qп = λm₂
Qн(льда) = cm₂(T' - T)
Подставляем правые части в уравнение баланса и выражаем m₃:
Lm₃ + cm₃(Tk - T') = cm₁(T' - T) + λm₂ + cm₂(T' - T)
m₃*(L + c*(Tk - T')) = c(T' - T)*(m₁ + m₂) + λm₂
m₃ = [c(T' - T)*(m₁ + m₂) + λm₂] / [L + c*(Tk - T')] = [4200*(30 - 0)*(0,8 + 0,1) + 330*10³*0,1] / [2260*10³ + 4200*(100 - 30)] = 0,05732... = 0,057 кг = 57 г
ответ: 57 г.
2)
Дано:
P = 500 л.с.
1 л.с. = 735 Вт
η = 35%
t = 10 дн. = (60*60) * 24 * 10 = 864000 с
q = 42 МДж/кг = 42*10⁶ Дж/кг
m - ?
Составим уравнение КПД двигателя:
η = (Aп/Аз)*100
Ап = P*t
Аз = Qз = qm =>
=> η = (Aп/Qз)*100 = (P*t)*100 / (qm) = [(P*t)*100 / q] / m =>
=> m = [(P*t)*100 / q] / η = (P*t)*100 / (qη)
Решаем. Мощность при расчётах переводим в ватты.
m = (P*t)*100 / (qη) = (500*735*864000*100) / (42*10⁶*35) = 21600 кг = 21,6 т
ответ: 21,6 т.
Дано:
V = 20 л = 2×10⁻² м³
n(H₂) = 4 моля
T = 360 К
p = 1,2 МПа = 1,2×10⁶ Па
R = 8,31 Дж/(моль×К)
Найти:
n(N₂) - ?
1) Воспользуемся законом Дальтона (парциальное давление каждого газа в смеси) именно по такой формуле мы найдем давлений каждого газа в смеси:
p = p₁ + p₂ - Закон Дальтона (1)
2) Для нахождения давлений газов в смеси используется по формуле Менделеева-Клайперона, именно по таким формулам мы получим формулы про давлений газов, а потом подставим в формулу (1), и тогда мы получим нахождение количества вещества у азота:
p₁×V = n(H₂)×R×T - Уравнение состояния идеального газа у водорода
p₂×V = n(N₂)×R×T - Уравнение состояния идеального газа у азота
Следовательно:
p₁ = (n(H₂)×R×T)/V - Давление идеального газа у водорода
p₂ = (n(N₂)×R×T)/V - Давление идеального газа у азота
Следовательно:
p = (n(H₂)×R×T)/V + (n(N₂)×R×T)/V | × V
p×V = (n(H₂)×R×T) + (n(N₂)×R×T)
p×V = (n(H₂) + n(N₂))×R×T | : R×T
(p×V)/(R×T) = (n(H₂) + n(N₂))
n(N₂) = (p×V)/(R×T) - n(H₂) - количества вещества у азота
n(N₂) = (1,2×10⁶ Па × 2×10⁻² м³)/(8,31 Дж/(моль×К) × 360 К) - 4 моль = (1,2×10⁶ Н/м² × 2×10⁻² м³)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ Н×м)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ (кг×м)/с² × м)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ (кг×м²)/с²)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (2,4×10⁴ Дж)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль = (24000 Дж)/(2991,6 Дж/моль) - 4 моль ≈ 8 моль - 4 моль = 4 моль
ответ: n(N₂) = 4 моля