Question

№3 Яка буде температура рівноваги якщо в калориметр з 5 л води при температурі 10°С впустити 50г пари при 100°С​

Answer 1

Для решения этой задачи необходимо использовать закон сохранения энергии и уравнение теплового баланса. Можно предположить, что тепло, выделяющееся при конденсации пара, поглощается водой в калориметре, что приводит к увеличению ее температуры до температуры равновесия.

Количество теплоты, выделяющееся при конденсации 50 г пара, можно вычислить, используя удельную теплоту конденсации пара воды, которая равна 40,7 кДж/моль:

Q = m L,

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота парообразования.

Поскольку масса пара равна 50 г, то количество теплоты, выделяющееся при его конденсации, будет равно:

Q = 50 г (1 моль / 18 г) 40,7 кДж/моль = 113,1 кДж.

Это количество теплоты поглощается водой в калориметре, что приводит к ее нагреву. Тепловой баланс можно записать следующим образом:

Q = c m ΔT,

где c - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, ΔT - изменение температуры.

Поскольку в калориметре находится 5 л (5000 г) воды при начальной температуре 10 °C, то уравнение принимает вид:

113,1 кДж = 4,18 Дж/(г°C) 5000 г (T - 10 °C).

Решая это уравнение, можно найти температуру равновесия:

T = (113,1 кДж / (4,18 Дж/(г°C) 5000 г)) + 10 °C ≈ 30,5 °C.

Таким образом, температура равновесия в калориметре будет примерно равна 30,5 °C, это и есть наш ответ.

ЕСЛИ Я ВАМ ПОМОГ СВОИМ РЕШЕНИЕМ, ТО ПОЖАЛУЙСТА, ОТМЕТЬТЕ МОЙ ОТВЕТ КАК ЛУЧШИЙ, ЗАРАНЕЕ СПАСИБО!

Answer 2

Для вирішення цієї задачі можна використовувати рівняння теплового балансу, яке враховує втрату тепла парою і приріст тепла води. Формула для цього балансу виглядає так:

Q_вода = Q_пара

де Q_вода - тепло, яке передається воді, і Q_пара - тепло, яке віддається парою. Ми можемо використовувати наступну формулу для обчислення тепла:

Q = m * c * ΔT

де Q - тепло, m - маса речовини, c - специфічна теплоємність речовини, ΔT - зміна температури.

Для води специфічна теплоємність c = 4,186 Дж/(г·°C).

1. Обчислимо тепло, яке передається воді при зміні температури від 10°C до T (температура рівноваги): Q_вода = m_води * c_води * ΔT_вода Q_вода = (5 л * 1000 г/л) * (4,186 Дж/(г·°C)) * (T - 10°C)

2. Обчислимо тепло, яке віддається парою при зміні температури від 100°C до T (температура рівноваги): Q_пара = m_пара * c_пара * ΔT_пара Q_пара = (50 г) * (2,0 Дж/(г·°C)) * (T - 100°C)

3. За рівнянням теплового балансу Q_вода = Q_пара отримаємо: (5 л * 1000 г/л) * (4,186 Дж/(г·°C)) * (T - 10°C) = (50 г) * (2,0 Дж/(г·°C)) * (T - 100°C)

Тепер розв'яжемо це рівняння для T, щоб знайти температуру рівноваги:

(5 * 1000 * 4,186 * (T - 10)) = (50 * 2 * (T - 100))

Розкриваємо дужки і спростимо рівняння:

20930 * (T - 10) = 100 * (T - 100)

20930T - 209300 = 100T - 10000

Приберемо T з лівої сторони і константи з правої сторони:

20930T - 100T = 209300 - 10000

20830T = 199300

Тепер поділимо обидві сторони на 20830, щоб знайти значення T:

T = 199300 / 20830 ≈ 9.57°C

Температура рівноваги буде приблизно 9.57°C.