Тема . №24 МКТ. Термодинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.04 Тепловые явления

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №24 мкт. термодинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#115617

В двух сосудах имеется по 4,18 кг воды при одинаковых температурах. В первый сосуд вливают 0,42 кг воды при температуре 100∘C,  во второй вводят столько же водяного пара при температуре 100∘C.  На сколько градусов температура в одном сосуде будет больше, чем в другом после установления в каждом из них теплового равновесия?

Показать ответ и решение

1) Рассмотрим первый сосуд. При добавлении более горячей воды при температуре   ∘
100 С  , в сосуде начнётся процесс установления теплового равновесия. В состоянии теплового равновесия температура всей воды в сосуде будет равна некоторому значению   t1  , температура кипения воды t0 = 100∘C.  Запишем уравнение теплового баланса:

Qгор =Q нагр ⇒ mгорc(t0 − t1)= mc(t1 − t)⇒ t1 = t0mгор+-mt
                                         m гор +m

– где Q гор  – теплота, отданная более горячей водой, mгор  – масса воды, которую добавили в сосуд, c  – удельная теплоёмкость воды, t  – начальная температура воды в сосуде.
2) Рассмотрим второй сосуд. При добавлении пара будет выделяться энергия при процессе конденсации, потом, аналогично первому случаю, в сосуде начнётся процесс установления теплового равновесия. Уравнение теплового баланса будет записываться аналогично первому пункту, только с дополнительным слагаемым теплоты конденсации Qконд  в левой части:

  ′           ′                                        t0m-горc+-mct+-Lm-гор-
Q гор+ Q конд = Qнагр ⇒ Lm гор+ m горc(t0− t2)= mc (t2− t)⇒ t2 =    mгорc+ mc

– где L  – удельная теплота парообразования (конденсации). Здесь учтено, что масса пара по условию равна массе горячей воды, добавленной в первый сосуд.
3) Найдём разность между температурой во втором и в первом сосуде:

t − t = t0mгорc+-mct+-Lmгор− t0mгор-+-mt= --Lmгор--= --2,3⋅106⋅0,42--= 50∘С
2   1       m горc+ mc        m гор+ m     mc+ m горc  4200⋅(4,18 +0,42)
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!