Question

у воду за температури 40 впустили 100 г пари температура якої 100° теплова рівновага настала за температури 90°. Якою була маса холодної води?​

Answer 1

Відповідь:

Дано:

m1=1  кг

t1=40°C

t2=100°C

t3=90°C

Знайти:  m2

Запишемо рівняння теплового балансу.

Cm1(t3−t1)=m2λ+Cm2(t2−t3)                 (1)

де  C,m1,t3,t1,m2,λ,t2  - відповідно питома теплоємність води, маса води, кінцева температура води, початкова температура води, маса пари, питома теплота конденсації води (те ж саме, що питома теплота пароутворення води), початкова температура пари.

Cm1(t3−t1)=m2(λ+C(t2−t3))                 (2)

m2=Cm1(t3−t1)λ+C(t2−t3)                  (3)

m2=4200∗1∗(90−40)2,4∗106+4200∗(100−90)≈0,086   кг

Відповідь:  86 грамів.

Answer 2

Для вирішення цього завдання використаємо закон збереження енергії. За підставою рівноваги теплообміну, сума теплових енергій пари та холодної води до й після змішування має залишитися незмінною.

Теплова енергія пари до змішування: Q1 = m1 * c1 * (T1 - Tc), де m1 - маса пари (100 г), c1 - специфічна теплоємність пари, T1 - початкова температура пари (100°), Tc - температура холодної води.

Теплова енергія води після змішування: Q2 = (m1 + m2) * c2 * (T2 - Tc), де m2 - маса холодної води, c2 - специфічна теплоємність води, T2 - кінцева температура після змішування (90°).

Оскільки теплова енергія зберігається, Q1 = Q2: m1 * c1 * (T1 - Tc) = (m1 + m2) * c2 * (T2 - Tc).

Підставляючи відомі значення, ми отримуємо: 100 г * c1 * (100° - Tc) = (100 г + m2) * c2 * (90° - Tc).

Далі необхідно вирішити це рівняння відносно m2. Значення специфічних теплоємностей c1 і c2 залежать від конкретних речовин, тому без додаткових відомостей ми не зможемо точно обчислити масу холодної води.