Question

1. Определить количество теплоты необходимое чтобы 2кг воды при температуре 50° превратить в пар. 2. Определить количество теплоты отданное в окружающею среду водяным паром массой 200г при температуре 100° чтобы превратить его в воду с температурой 20°с 3. Для превращения воды израсходовали 0,2 МДж тепла. 4. Определить исходную массу воды если её начальная температура была 40°с 5. Какое количество теплоты выделяется в окружающию среду при коденсации 50г водяного пара. Желательно через дано и т.п и систему си.

Answer 1

1)Q=Q1+Q2

Q1=Cm(t1-t2)

Q2=L(r)m

Q=Cm(t1-t2)+L(r)m=4200*2*(100-50)+2.3*10 в 5 степени*2=420000+460000=880КДж

2) Q=Q1+Q2

Q1=L(r)*m

Q2=C*m*(t1-t2)

Q=L(r)*m+C*m*(t1-t2)=2.3*10 в 5 степени*0,2+4200*0,2*(100-20)=46000+67200=1,132МДж

Answer 2

Для решения данных задач о теплообмене будем использовать формулу теплового баланса:

Q = m * c * ΔT

где: Q - количество теплоты (в джоулях, Дж), m - масса вещества (в килограммах, кг), c - удельная теплоёмкость вещества (в Дж/кг°C), ΔT - изменение температуры (в °C).

Для воды при нормальных условиях (давление 1 атмосфера) удельная теплоёмкость (c) составляет около 4186 Дж/кг°C. Также нам понадобится удельная теплота парообразования (L) - это количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг воды в пар при постоянной температуре и давлении. Для воды она равна около 2257 кДж/кг (или 2.257 МДж/кг).

Теперь решим поставленные задачи:

1. Определить количество теплоты, необходимое, чтобы 2 кг воды при температуре 50°C превратить в пар:

Для превращения 2 кг воды в пар, сначала нам нужно нагреть её до точки кипения (100°C), затем произойдет парообразование.

1.1 Нагрев до точки кипения: ΔT = 100°C - 50°C = 50°C Q1 = m * c * ΔT = 2 кг * 4186 Дж/кг°C * 50°C = 418600 Дж

1.2 Парообразование: Q2 = m * L = 2 кг * 2.257 МДж/кг = 4514 кДж = 4514000 Дж

Общее количество теплоты для превращения 2 кг воды в пар: Q_total = Q1 + Q2 = 418600 Дж + 4514000 Дж = 4932600 Дж

Ответ: Для превращения 2 кг воды при температуре 50°C в пар необходимо 4932600 Дж теплоты.

2. Определить количество теплоты, отданное в окружающую среду водяным паром массой 200 г при температуре 100°C, чтобы превратить его в воду с температурой 20°C:

2.1 Конденсация пара: ΔT = 100°C - 20°C = 80°C Q = m * c * ΔT = 0.2 кг * 4186 Дж/кг°C * 80°C = 66960 Дж

Ответ: При конденсации 200 г водяного пара теплообмен отдает 66960 Дж окружающей среде.

3. Для превращения воды израсходовали 0,2 МДж тепла:

Дано: Q_total = 0.2 МДж = 200000 Дж

Массу воды (m) можно найти, зная удельную теплоту парообразования (L):

Q_total = m * L m = Q_total / L = 200000 Дж / 2.257 МДж/кг = 0.0887 кг

Ответ: Исходная масса воды составляла около 0.0887 кг (или 88.7 г).

4. Определить количество теплоты, выделяющееся в окружающую среду при конденсации 50 г водяного пара:

Дано: m = 50 г = 0.05 кг

Q = m * L = 0.05 кг * 2.257 МДж/кг = 112.85 кДж = 112850 Дж

Ответ: При конденсации 50 г водяного пара выделяется 112850 Дж теплоты в окружающую среду.