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

Question

867 просмотров

В вертикальном цилиндрическом сосуде с теплоизолирующими гладкими стенками под подвижным поршнем находится 55 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 15 г водяного пара с температурой 101˚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. СРОЧНООО. ДАЮ 15 БАЛЛОВ

Физика Spi4kowatanya_zn (12 баллов) 27 Май, 18 | 867 просмотров

Дан 1 ответ

ZamDimon12_zn · Answer 1 · 2018-05-27T01:40:43+0000

Очевидная задача на тепловой баланс - в начале наговорили чтобы напугать)
На самом деле имеем следующие процессы:
1) Нагревание воды до температуры t (мы её ищем).
2) Конденсация пара.
3) Охлаждение пара до t.
В сумме эти кол-ва теплоты равны 0.
$Q_1 = cm_B(t - t_B)$
mв - масса воды. tв - начальная температура воды.
$Q_2 = -rm$
m - масса пара.
$Q_3 = cm(t-t_p)$
tp - температура пара.
Отсюда имеем:
$cm_B(t-t_B) - rm + cm(t-t_p) = 0$
Ну а теперь отсюда выражаем t.
$cm_Bt - cm_Bt_B - rm + cmt - cmt_p = 0$
$cm_Bt + cmt = cmt_p + rm + cm_Bt_B$
$t = \frac{cm_Bt_B + rm + cmt_p}{cm_B + cm}$
Т.к. начальная температура воды равна 0 градусов, то можем записать эту формулу в более короткой форме.
$\frac{m}{c} \frac{r + ct_p}{m_B + m}$

Получается около 148 градусов, что довольно странно, но формула должна быть правильной.