Во время производства лекарств образуется нагретый до 100 °c водяной пар. его конденсируют, выпуская тонкой струйкой в воду в теплоизолированном сосуде. в начале рабочего дня этот сосуд содержит m=14 кг воды при температуре t=18 °c. теплоёмкостью сосуда и потерями энергии на нагревание воздуха можно пренебречь. давление в сосуде постоянно в процессе работы и равно атмосферному.
1) определите, какую предельную массу водяного пара m1 можно конденсировать при таких начальных условиях.
после того, как конденсация пара в сосуде прекращается, в него бросают кусок льда, имеющий температуру 0°c, и после его плавления и выравнивания температуры воды в сосуде конденсируют ещё такую же массу пара m1. определите:
2) какая температура воды t1 установилась в сосуде сразу после плавления льда.
3) какую массу льда m0 бросили в сосуд.
4) массу m2 воды в сосуде после окончания второй конденсации.
ответы вводите с точностью до десятых.
удельная теплоёмкость воды с=4.2 кдж/(кг·°к), удельная теплота плавления льда λ=334 кдж/кг, удельная теплота парообразования воды τ=2260 кдж/кг.

👇

Открыть все ответы

Ответ:

saskii

18.09.2022

1.

По условию m=const. Тогда можно воспользоваться законом Клапейрона:

$\frac{ P_{1} V_{1} }{ T_{1} }= \frac{ P_{2} V_{2} }{ T_{2} }$

Воспользуемся правилом пропорции:

$P_{1} V_{1} T_{2}= P_{2} V_{2} T_{1}$

Отсюда можем выразить конечный объем V2:

$V_{2}= \frac{ P_{1} V_{1} T_{2} }{ P_{2} T_{1} }= \frac{98*10г*2,5* 10^{-3}*273 }{ 10^{5}*323 }= \frac{66885}{323* 10^{5} }=207,074* 10^{-5}$ м^3

2.

Задача в плане решения аналогична первой. Также воспользовавшись законом Клапейрона, получаем уравнение:

$P_{1} V_{1} T_{2}= P_{2} V_{2} T_{1}$

Откуда выражаем искомую величину P2:

$P_{2}= \frac{ P_{1} V_{1} T_{2} }{ V_{2} T_{1} }= \frac{ 10^{5}*2* 10^{-3}*293 }{4* 10^{-3}*288 }= \frac{586* 10^{5} }{1152}=50868,055$ Па

3.

Довольно долго ломал над ней голову. Так и не догадался, как посчитать температуру газа внутри шара, если известна температура воды, в которую он погружен... Причем по условию и не ясно: шар именно погрузили на некоторую глубину, или оставили некоторую часть его объема снаружи? В первом случае бы действовало давление P = p g h, во втором - Архимедова сила Fa = p g V. Ни высоты, ни объема не дано, и потому, когда я пытаюсь посчитать температуру без них, я выношу себе мозг. Поэтому будем считать, что за счет теплообмена с водой газ внутри шара имеет такую же температуру. Тогда по тому же закону Клапейрона приходим к уравнению:

$P_{1} V_{1} T_{2}= P_{2} V_{2} T_{1}$

Выражаем нужный нам объем в воде V2:

$V_{2}= \frac{ P_{1} V_{1} T_{2} }{ P_{2} T_{1} }= \frac{99,75*10г*2,5* 10^{-3}*278 }{2* 10^{5}*293 } = \frac{69326,25}{586* 10^{5} } =118,304* 10^{-5}$

Теперь нужно посчитать изменение объема. Для этого вычтем из конечного значения начальное:

$зV= V_{2}- V_{1}=118,304* 10^{-5}-2,5* 10^{-3} \\ \\ 
зV= 1,18* 10^{-3}-2,5* 10^{-3}=-1,32* 10^{-3}$

ответ в метрах кубических, разумеется.

4.

Массу воздуха в первом и втором случае удобно выразить через закон Менделеева-Клапейрона:

$PV= \frac{mRT}{M}$

Получим общую формулу для массы (применительно для наших случаев в ней будет меняться только температура, так как, очевидно, объем комнаты не меняется, молярная масса воздуха - тоже, давление - тоже (давление берем атмосферное)):

$m= \frac{PVM}{RT}$

Как я и сказал выше - одинаковое в формулах масс давление, объем, молярная масса и, при том, универсальная газовая постоянная R. Вынесем их за скобки и посчитаем изменение массы:

$зm= m_{2}- m_{1}= \frac{PVM}{R}( \frac{1}{ T_{2} }- \frac{1}{ T_{1} }) \\ \\ 
зm= \frac{ 10^{5}*50*29* 10^{-3} }{8,31}( \frac{1}{273}- \frac{1}{313}) \\ \\ 
зm= \frac{1450*10в*46* 10^{-5} }{8,31} \\ \\ 
зm= \frac{66,7}{8,31}=8,026$

ответ, разумеется, в килограммах.

4,4(89 оценок)

Ответ:

Дима51497

18.09.2022

Электрический то-упорядоченное движение заряженных частиц.сила тока-физ.величена,кот. характеризует эл. ток и определяется отношением эл.заряда через поперечное сечение проводника,ко времени его прохождения.I=q:t напряжение-физ.величина,кот.определяется отношением работы эл.поля на данном участке цепи к эл.заряду по этому участку.U=A:q Мощность-физ. величина,характеризующая эл.тока выполнять определенную работу за единицу времени P=A:t сопротивление проводника-физ.величина,численно равная сопротивлению изготовленно из данного в-ва проводника длиной 1 м и площадью сечения 1 м(квадратный)R=p*l:S Ом закон Ома:сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на данном участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка R=U:I;I=U:R;U=I:R; послед.соед.проводников-при ... потребителей их соединяют поочередно один за другим без разветвлений проводов I=I1=I2;U=U1+U2;R=R1+R2; парал.соед.проводников-при...потребителей выводы каждого из них присоединяют к общей для всех паре зажимов: U=U1=U2;I=I1+I2;1:R=1:R1+1:R2; закон Джоуля Ленца-кол-во теплоты,кот. передается окружающей среде,равно работе эл.тока: Q=U(в квадрате)*t:R

4,8(11 оценок)

Это интересно:

Образование-и-коммуникации

23.07.2020

Как определить медиану множества: ключевые понятия и методы расчёта...

Дом-и-сад

17.04.2023

Как правильно покрасить древесину: советы от профессионалов...

Путешествия

23.02.2023

Как развить туристический бизнес: советы от экспертов...

Образование-и-коммуникации