Question

Смесь состоящую из 5кг льда и 15кг воды при температуре 0 °С, нужно нагреть до температуры 80 °С, пропусканием водяного пара 100 °С. Какое колличество пара для этого необходимо?

Answer 1

Дано
1-лед
2-вода
3-пар
m1=5 кг
m2=15 кг
Т12 =0 С
Т =80 С
Т3 = 100 С
с2 =4200 Дж/кг*С
λ1=3.4*10^5 Дж/кг
L3=2.3*10^6 Дж/кг
найти
m3 - ?
решение
ПОГЛОЩЕНИЕ ТЕПЛА
лед плавится Q1=m1λ1
вода из льда нагревается Q2=m1c2(T-T12)
вода не из льда нагревается Q3=m2c2(T-T12)
ОТДАЧА ТЕПЛА
пар конденсируется Q4 = - m3L3
вода из пара остывает Q5 = - m3c2(T3-T)
уравнение теплового баланса
Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 = 0
m1λ1+m1c2(T-T12)+m2c2(T-T12) - m3L3 - m3c2(T3-T) =0
m1(λ1+c2(T-T12))+m2c2(T-T12) - m3(L3 + c2(T3-T)) =0
m1(λ1+c2(T-T12))+m2c2(T-T12) = m3(L3 + c2(T3-T))
m3 = (  m1(λ1+c2(T-T12))+m2c2(T-T12)  ) / (L3 + c2(T3-T))
m3 = (  5(3.4*10^5+4200(80 -0))+15*4200(80 -0)  ) / (2.3*10^6 + 4200(100-80))=
     =  3.53 кг
ОТВЕТ  3.53 кг