Question

1. Какое количество водяного пара надо впустить в кастрюлю, чтобы нагреть 3 л воды от 20 °С до 60 °С? 2. Какова масса азота при температуре 27°С, если его внутренняя энергия составляет 2.1 МДж? 3. Вычислить температуру холодильника идеальной паровой машины с КПД, равным 60%, если температура нагревателя равна 477 °С

Answer 1

2) Дано:

t=27C

U=2,1 МДж=2100000 Дж

R=8,31 (Дж/моль*К)

M=0,028 кг/моль

Найти: 

m-?

Решение:

U=(3/2)*(m/M)*R*T

T=t+273

m=(2/3)*U*M/(R*T)

m=(2/3)*(2100000 Дж*0,028 кг/моль)/(8,31 (Дж/моль*К)*300 К)=16 кг. 

Ответ: 16 кг.  

 

Answer 2

1. Количество водяного пара для нагрева 3 литров воды

Для вычисления количества водяного пара, необходимого для нагрева 3 литров воды от 20 °C до 60 °C, мы можем использовать уравнение теплового баланса. Уравнение теплового баланса гласит:

Q = m * c * ΔT

где: - Q - количество тепла, необходимое для нагрева воды - m - масса воды - c - удельная теплоемкость воды - ΔT - изменение температуры

Для воды удельная теплоемкость (c) составляет около 4.18 Дж/(г·°C).

Теперь мы можем рассчитать количество тепла, необходимое для нагрева 3 литров воды:

Q = m * c * ΔT = 3000 г * 4.18 Дж/(г·°C) * (60 °C - 20 °C)

Вычислив это выражение, мы получим количество тепла, необходимое для нагрева 3 литров воды от 20 °C до 60 °C.

2. Масса азота при заданной температуре и внутренней энергии

Для вычисления массы азота при заданной температуре и внутренней энергии нам понадобится уравнение состояния идеального газа:

U = (3/2) * n * R * T

где: - U - внутренняя энергия газа - n - количество вещества газа (в молях) - R - универсальная газовая постоянная (около 8.314 Дж/(моль·К)) - T - температура газа

Мы можем переписать это уравнение, чтобы найти количество вещества газа:

n = U / ((3/2) * R * T)

Теперь, зная количество вещества газа, мы можем вычислить его массу, используя молярную массу азота, которая составляет около 28 г/моль.

3. Температура холодильника идеальной паровой машины

Для вычисления температуры холодильника идеальной паровой машины с КПД, равным 60%, при заданной температуре нагревателя, нам понадобится использовать уравнение Карно:

η = 1 - (Tc / Th)

где: - η - КПД (Коэффициент полезного действия) - Tc - температура холодильника - Th - температура нагревателя

Мы можем переписать это уравнение, чтобы найти температуру холодильника:

Tc = Th * (1 - η)

Теперь, зная температуру нагревателя и КПД, мы можем вычислить температуру холодильника идеальной паровой машины.