В вертикальном цилиндрическом сосуде с теплоизолирующими гладкими стенками под подвижным...

Question

В вертикальном цилиндрическом сосуде с теплоизолирующими гладкими стенками под подвижным поршнем находится 45 г воды с температурой 0˚С. Вес поршня и внешнее давление подобраны так, чтобы давление под поршнем в точности равнялось 1 Атм. В сосуд вводят 12 г водяного пара с температурой 102˚С. Какой будет температура содержимого сосуда после установления теплового равновесия? Удельная теплоемкость воды 4,2 Дж/г, удельная теплоемкость пара в условиях опыта равна примерно 1,85 Дж/г, удельная теплота парообразования для воды 2480 Дж/г. Ответ запишите в градусах Цельсия.

Answer 1

Давление будет постоянным так как снаружи и внутри должны быть равными давления иначе у поршня будет ускорение ,что не соответствует условию задачи.
По уравнению состояния V1/V2=T1/T2;
V=S(площадь основания цилиндра)×d(длина);
S×d1/0.86=S×d2
d2=0.7м

Comments

1. проц. пар ост. Q1 = 1.85*12*2 = 44.4
2. пар конденсируется и подогревает воду до 100 С

Кол-во теплоты, которое нужно для подог. воды
Q2 = 4.2*45*100 = 18900

А с учетом остыв. пара Q3=18900-44.4 = 18855.6

Если не все 12 г. то вода и пар будут одной темп. - 100 С
так .к. вода не перейдет в пар - нет теплоты и нагреться более 100 С
не может - так .к. это будет уже пар.
Масса пара для подогрева = 18855,6/2480 = 7,6 г

Получаем ответ :100 С