Een voorwerp met een massa van 2 kg, een temperatuur van 315 ^ oC en een soortelijke warmte van 12 (KJ) / (kg * K) wordt in een container met 37 l water bij 0 ° oC gedruppeld. Verdampt het water? Zo nee, door hoeveel verandert de temperatuur van het water?

Antwoord:

Het water verdampt niet. De eindtemperatuur van het water is:

# T = 42 oC ^ #

Dus de temperatuur verandert:

# AT = 42 ^ oC #

Uitleg:

De totale warmte, als beide in dezelfde fase blijven, is:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Beginwarmte (voor het mixen)

Waar # Q_1 # is de hitte van water en # Q_2 # de hitte van het object. daarom:

# Q_1 + Q_2 = M_1 * c_ (p_1) * T_1 + M_2 * c_ (P_2) * T_2 #

Nu moeten we het erover eens zijn dat:

• De warmtecapaciteit van water is:

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

• De dichtheid van water is:

# ρ = 1 (kg) / (verlicht) => 1lit = 1kg -> # dus kg en liters zijn gelijk in water.

Dus we hebben:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37 kg * 4,18 (kJ) / (kg * K) * (0 + 273) K + 2kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (315 + 273) K #

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

Eindwarmte (na het mixen)

• De eindtemperatuur van zowel het water als het object is gebruikelijk.

# T_1 '= T_2' = T #

• Ook is de totale hitte gelijk.

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

daarom:

# Q_1 + Q_2 = M_1 * c_ (p_1) * T + M_2 * c_ (P_2) * T #

Gebruik vergelijking om de uiteindelijke temperatuur te vinden:

# 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)) #

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

# T = 315 ^ OK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

Mits de druk atmosferisch is, verdampte het water niet, omdat het kookpunt dat is # 100 ^ oC #. De eindtemperatuur is:

# T = 42 oC ^ #

Dus de temperatuur verandert:

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