Question

ОТВЕТЬТЕ УЖЕ КТО-ТО ПОЖАЛУЙСТА ОЧЕНЬ НАДО СРОЧНО ПОМОГИТЕ Мідну деталь масою 2,5 кг, нагріту до 850° С,занурили в 700 г води при 20° С. При цьому частина води перетворилась у пару при 100° С, а вода, що залишилась, нагрілася до 60° С.Визначити масу води, що перетворилась у пару. Питома теплоємність міді 380 Дж/кг.К; Питома теплота пароутворення води 22,6.105 Дж/кг.

Answer 1

Відповідь:

mx=0,27 кг

Пояснення:

Рівняння теплового балансу

Qм=Qв+Qп

Qм= с1m(t2-t) - к-сть теплоти, яку віддає мідна деталь

Qв=с2(m-mx)(100-t3) - к-сть теплоти,яка пішла на нагрів води до 100° С

Qп = rmx - к-сть теплоти, щоб пішла на випаровування маси mx

с1m(t2-t) = с2(m-mx)(100 - t3) + rmx

Підставимо числа ( щоб легше набирати на комп'ютері)

380*2,5*(850-60)=4200(0,7-mx)(100-20)+22,6*10^5*mx

750500=235200 - 336000mx+2260000mx

515300=1924000mx

mx=515300/1924000 = 0,27 кг

Answer 2

Для розв'язання цієї задачі нам потрібно врахувати теплові обміни між міддю та водою. Спочатку розрахуємо тепло, яке отримала вода при зануренні мідної деталі.

1. Тепло, яке отримала вода для нагріву до 60° C:

$Q_1 = m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_1$

де:

• $m_{\text{вода}}$ - маса води,
• $c_{\text{вода}}$ - питома теплоємність води (приймаємо $c_{\text{вода}} = 4190 \, \text{J/kg·K}$),
• $\Delta T_1$ - зміна температури води, яка дорівнює $60° \text{C} - 20° \text{C} = 40 \text{K}$.

2. Тепло, яке отримала вода при переході у пар:

$Q_2 = m_{\text{пара}} \cdot H_{\text{пар}}$

де:

• $m_{\text{пара}}$ - маса пари, яка утворилася (що нас цікавить),
• $H_{\text{пар}}$ - питома теплота пароутворення води (приймаємо $H_{\text{пар}} = 22.6 \times 10^5 \, \text{J/kg}$).

Ми знаємо, що теплова рівновага між міддю і водою виконується, тобто:

$Q_1 + Q_2 = 0$

Виразимо масу пари $m_{\text{пара}}$:

$m_{\text{пара}} = -\frac{Q_1}{H_{\text{пар}}}$

Тепер підставимо значення та розрахуємо масу пари $m_{\text{пара}}$:

$m_{\text{пара}} = -\frac{m_{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T_1}{H_{\text{пар}}}$

Замінимо дані у формулу та розрахуємо масу пари:

$m_{\text{пара}} = -\frac{0.7 \, \text{kg} \times 4190 \, \text{J/kg·K} \times 40 \, \text{K}}{22.6 \times 10^5 \, \text{J/kg}}$

$m_{\text{пара}} \approx -0.052 \, \text{kg}$

Оскільки маса пари не може бути від'ємною, це означає, що вся вода перетворилася у пар. Отже, маса пари $m_{\text{пара}}$ дорівнює 0.7 кг.