Какое количество теплоты, необходимо сообщить 2 кг льда, взятого при температуре -20°С, чтобы превратить его воду, а затем полностью испарить? постройте график зависимости температуры от времени.

Показать ответ

Ответ:

danil782

10.12.2021 22:32

Дано:

$t_1 = 20^{\circ}C\\t_2 = 60^{\circ}C\\t_k = 100^{\circ}C\\V_a = 0.2 V_0\\\dfrac{\tau_{1}}{\tau_{2}} - ?$

Игнорируя тем фактом, что объем воды при разной температуре разный, запишем формулу теплового баланса, и распишем через мощность нагревателя и теплоту, которая нужна для нагрева жидкости.

Без добавления горячей воды:

$Q_{H_2O} = Q_{boiler}\\cm\Delta t = P_{boiler}*\tau_1\\cm(100 - 20) = P_{boiler} * \tau_1\\\boxed{\tau_1 = \dfrac{80cm}{P_{boiler}}}$

boiler - обозначение нагревателя, H₂O - обозначение воды

Запишем закон сохранения теплоты для второго случая:

$Q_{H_2O} = Q_{boiler}\\cm\Delta t = P_{boiler} * \tau_2\\c*\rho*V*(100 - t) = P_{boiler} * \tau_2\\c*\rho*(1+0.2)V * (100 - t) = P_{boiler} * \tau_2\\\boxed{\tau_2 = \dfrac{1.2 (100 - t) cm}{P_{boiler}}}\\$

$\dfrac{\tau_1}{\tau_2} = \dfrac{80cm*P_{boiler}}{P_{boiler}*1.2*(100-t)*cm} = \boxed{\dfrac{80}{1.2(100-t)}}$

Осталось найти температуру, которая установится в кастрюле после добавления горячей воды, и подставить в выделенную выше формулу.

Для этого используем уравнение теплого баланса еще раз.

$Q_{H_2O_{20^\circ C}} = Q_{H_2O_{60^\circ C}}\\cm_1\Delta t = cm_2\Delta t\\c\rho V_1 (t - 20) = c\rho V_2(60-t)\\\\\dfrac{t-20}{60-t} = \dfrac{c\rho V_2}{c\rho V_1} = \dfrac{0.2*V_1}{V_1} = 0.2\\t-20 = 0.2(60-t)\\5t - 100 = 60 - t\\6t = 160\\t = \dfrac{160}{6}$

Следовательно,

$\dfrac{\tau_1}{\tau_2} = \dfrac{80}{1.2(100-t)} = \dfrac{80}{1.2(100-\frac{160}{6})} = \dfrac{80}{120 - 32} = \dfrac{80}{88} = \dfrac{10}{11}\\\dfrac{\tau_2}{\tau_1} =\dfrac{11}{10} = 1.1$

Следовательно, время нагрева увеличилось в 1.1 раза.

ответ: увеличилось в 1.1 раз

0,0(0 оценок)

Ответ:

Kyivua777

07.04.2020 02:25

1. P = n k T ; V^2 = 3RT / M => T = MV^2 / 3R

P = n k M V^2 / 3R => n = 3 R P / k M V^2 = 3*8,31*10^4 / 1,38*10^-23*2*10^-3*64*10^4=24,93*10^4 / 176,64*10^-22 = 0,141*10^26 мол-л/м^3

2. n = N / V; N = m / m0; m0 = M / Na

n = p Na / M = 0,13*6*10^23 / 32*10^-3 = 0,0243*10^26 мол-л/м^3

3. Ek=3/2 * k T; V^2= 3RT / M => T = M V^2 / 3R

Ek = 1,5 k M V^2 / 3R = 1,5*1,38*10^-23*32*10^-3*25*10^4 / 3*8,31 = 1656*10^-22 / 24,93 = 66,425*10^-22 Дж

4. P = 2/3 * Ek n = 2*5*10^-23*16*10^25 / 3 = 53,3*10^2 Па

0,0(0 оценок)

Популярные вопросы: Физика