Question

Физика, помоги очень срочно! Сколько требуется водяного пара при температуре 100 оС для нагревания стальной плиты массой 200 кг от 10 оС до 40 оС ? ( Удельная теплоёмкость стали 500 Дж/кг 0С, удельная теплота конденсации пара 2,3 10 6Дж/кг )

Answer 1

Дано: m1 = 200 кг; t1 = 10 град С; t2 = 40 град С; t3 = 100 град;Определить  m2 - ?    Находим в таблицах удельную теплоемкость бетона с1 = 880 Дж/кг* град; удельную теплоемкость воды с2 = 4200 Дж/кг* град; удельную теплоту конденсации пара L =2,3 МДж/кг = 2,3* 10(в 6 ст.) Дж/кг; На нагревание бетонной плиты уйдет количество теплоты, равное Q1 = c1*m1*(t2 – t1). Вычислим Q1 = (880 Дж/кг*град)*200 кг*( 40 – 10) град = 5280000 Дж = 5,28*10( в 6 ст.) Дж = 5,28 МДж. 2). Сколько водяного пара могут выделить такое количество теплоты? Q2 = Lm2; m2 = Q2/L; m2 = 5,28*10( в 6 ст.) Дж/2,3* !0(в 6 ст.) Дж/кг =2,34 кг.Ответ: потребуется 2,34 кг пара.

Answer 2

Для решения данной задачи запишем уравнение теплообмена: Q1 + Q2 = Q3, где Q1 - количество теплоты, которое необходимо, чтобы нагреть стальную плиту от 10 оС до 100 оС, Q2 - количество теплоты, которое необходимо, чтобы испарить воду при температуре 100 оС и давлении 1 атм, Q3 - количество теплоты, которое необходимо, чтобы конденсировать пар и нагреть стальную плиту от 100 оС до 40 оС.

Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева стальной плиты от 10 оС до 100 оС. Для этого воспользуемся соотношением: Q1 = mcΔT, где m - масса стальной плиты, c - удельная теплоемкость стали, ΔT - изменение температуры.

Q1 = 200 кг * 500 Дж/кгК * (100 оС - 10 оC) = 9000 кДж.

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для испарения воды при 100 оС и давлении 1 атм. Для этого воспользуемся соотношением: Q2 = mL, где m - масса воды, L - удельная теплота конденсации пара.

Q2 = mL = 9000 кДж = m * 2,3 * 10^6 Дж/кг, отсюда масса воды m = Q2 / (2,3 * 10^6 Дж/кг) = 9000 кДж / (2,3 * 10^6 Дж/кг) ≈ 3,9 кг.

Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для конденсации пара и нагрева стальной плиты от 100 оС до 40 оС. Для этого воспользуемся соотношением: Q3 = m'cΔT + mL, где m' - масса стальной плиты, c - удельная теплоемкость стали, ΔT - изменение температуры, m - масса воды, L - удельная теплота конденсации пара.

Q3 = 200 кг * 500 Дж/кгК * (100 оС - 40 оC) + 3,9 кг * 2,3 * 10^6 Дж/кг = 5000 кДж + 8970 кДж = 13970 кДж.

Итак, нам потребуется около 3,9 кг водяного пара при температуре 100 оС для нагревания стальной плиты массой 200 кг от 10 оС до 40 оС.