אובייקט עם מסה של 2 ק"ג, טמפרטורה של 315 ^ OC, חום מסוים של 12 (KJ) / (ק"ג * K) הוא ירד לתוך מיכל עם 37 L של מים ב 0 ^ oC. האם המים מתאדים? אם לא, עד כמה משתנה טמפרטורת המים?

תשובה:

המים אינם מתאדים. הטמפרטורה הסופית של המים היא:

# T = 42 ^ oC #

אז שינוי הטמפרטורה:

# ΔT = = 42 ^ oC #

הסבר:

החום הכולל, אם שניהם נשארים באותו שלב, הוא:

#Q_ (לא ot) = Q_1 + Q_2 #

חום ראשוני (לפני ערבוב)

איפה # Q_1 # הוא חום של מים # Q_2 # את החום של האובייקט. לכן:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T_1 + m_2 * c_ (p_2) * T_2 #

עכשיו אנחנו צריכים להסכים כי:

• קיבולת החום של המים היא:

# kg_ (p_1) = 1 (kcal) / (kg * K) = 4,18 (kJ) / (kg * K) #

• צפיפות המים היא:

# ρ = 1 (kg) / (light) => 1lit = 1kg -> # כך ק"ג ליטר שווים במים.

אז יש לנו:

# Q_1 + Q_2 = #

# (37 + kg) * (+ 273) K + 2kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (315 + 273) K #

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

חום סופי (לאחר ערבוב)

• הטמפרטורה הסופית של המים והאובייקט שכיחה.

# T_1 '= T_2' = T #

• כמו כן, החום הכולל שווה.

# Q_1 '+ Q_2' = Q_1 + Q + 2 #

לכן:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T + m_2 * c_ (p_2) * T #

השתמש במשוואה כדי למצוא את הטמפרטורה הסופית:

# Q_1 + Q_2 = T * (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (Q_1 + Q_2) / (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# (= * 56334,18) / (37 * 4,18 + 2 * 12) (kJ) / (kg * (kJ) / (kg * K) #

# T = 315 ^ oK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

בתנאי שהלחץ אטמוספרי, המים אינם מתאדים, שכן נקודת הרתיחה שלו היא # 100 ^ oC #. הטמפרטורה הסופית היא:

# T = 42 ^ oC #

אז שינוי הטמפרטורה:

# ΔT = = T_2-T_1 | = | 42-0 | = 42 ^ oC #