Всосуде, теплоёмкость которого равна 187 дж/°с, находится 1 л воды и 0,8 кг льда при 0°с. чтобы получить воду с температурой 6 °с, в сосуд впускают водяной пар при 100 °с. определи массу пара.
(удельная теплоёмкость воды с=4200джкг⋅° с, удельная теплота парообразования l =226 дж/кг, удельная теплота плавления льда λ=33 дж/кг).

ответ (округли до целого числа): г.

Показать ответ

Ответ:

лим0н

19.04.2021 14:33

Будем рассматривать процесс со стороны воздуха, находящегося в трубке. Сразу отметим, что этот процесс можно считать изотермическим.

Найдем давление воздуха в трубке в первом случае. К атмосферному давлению добавляется давление столба ртути (этот столб пытается как бы стечь вниз, тем самым он сдавливает воздух). То есть давление воздуха в первом случае: $p_{1}=p_{0}+\rho gh$ , где - высота столба ртути. Во втором же случае наоборот - столбец старается выйти наружу, тем самым ослабляя давление на воздух, поэтому $p_{2}=p_{0}-\rho gh'$ , где - новая высота столба ртути. В первом случае воздух занимал объем $V_{1}=S(H-h)$ , где - площадь поперечного сечения трубки, а - длина трубки. Для второго случая: $V_{2}=S(H-h')$ ;

Было отмечено, что процесс можно считать изотермическим. Поэтому справедливо соотношение: $p_{1}V_{1}=p_{2}V_{2}$ ; Подставляя наши результаты, получаем: $(p_{0}+\rho gh)(H-h)=(p_{0}-\rho gh')(H-h')$ ; Раскрыв скобки, приходим к квадратному уравнению: $\rho gh'^{2}-h'(p_{0}+\rho gH)+p_{0}h+\rho gh(h-H)=0$ ; Давление $\rho g x$ - можно считать в миллиметрах ртутного столба. Поэтому удобно домножить уравнение на $\rho g$ : $(\rho gh')^2-(\rho gh')(p_{0}+\rho gH)+p_{0}(\rho gh)+\rho^{2}g^{2}h(h-H)=0$ ; Теперь все можно заменить на миллиметры ртутного столба: $x^{2}-x(760+700)+760\times200-200\times500=0$ ; Решая, получаем высоту , равную приблизительно 0,0365 метров или 3,65 см.