Întrebarea # f9cc1

Răspuns:

Toată gheața este topită și temperatura finală a apei este # 100 ^ ° C # cu o cantitate mică de abur.

Explicaţie:

În primul rând, cred că acest lucru este în secțiunea gresită.

În al doilea rând, este posibil să fi interpretat greșit unele date care, dacă s-au schimbat, pot schimba modul de rezolvare al exercițiului. Verificați factorii de mai jos:

Să presupunem următoarele:

• Presiunea este atmosferică.
• Cele 20g la # 100 ^ ° C # este abur saturat, NU apa.
• 60 de grame la # 0 ^ ° C # este gheață, nu apă.

(Prima are doar modificări numerice minore, în timp ce a doua și a treia au schimbări majore)

Există scenarii diferite pentru acest lucru. Să presupunem că gheața se topește și se transformă în apă. Cheia aici este de a înțelege că, pe măsură ce faza de schimbare a apei (solidă, lichidă, gaz = gheață, apă, abur), căldura dată în timpul tranziției nu va crește temperatura. Această căldură se numește căldură latentă.

Prin urmare, gheața va consuma o anumită energie pentru a se topi (căldura topită latentă).

Aburul va consuma o anumită energie pentru a se evapora (căldură latentă la fierbere).

Prin urmare, dacă luăm ca temperatură de referință # T_0 = 0 ^ oC # (la fel ca multe mese de inginerie și manuale) gheața are schimbare negativă a căldurii și aburul are schimbare pozitivă a căldurii. Prin urmare, energia finală va fi egală cu:

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

• Gheaţă # ΔΗ_ (i) #

În conformitate cu The Engineering Toolbox - Latent Heats of Melting, căldura topită latentă este egală cu # 334 (kJ) / (kg) # Dar pentru 20 de grame:

# ΔH (i) = 334 (kJ) / (kg) * 0,060kg = 20,04kJ #

Asta inseamna ca daca tot gheata este topita, atunci sunt necesare 6.68 kJ.

• Aburi # (S) # ΔΗ_

În conformitate cu The Enginnering Toolbox - Steam Properties, căldura totală a aburului dacă se fierbe la # 100 ^ ° C # este # 2675,43 (kJ) / (kg) # Dar pentru 60 de grame:

# ΔH (s) = 2675,43 (kJ) / (kg) * 0,020kg = 53,51kJ #

• Energia finală

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

# Q = 53.51-20.04 #

# Q = 33.47kJ #

Pentru total # 20 grame + 60 grame = 80 grame = 0.08 kg #:

# Q = 33,47 / 0,08 (kJ) / (kg) = 418,34 (kJ) / (kg) #

• Concluzie

Tabelul din "The Enginnering Toolbox" - Steam Properties, spune că maximul de căldură sensibilă de apă fără vapori este # 417.51 (kJ) / (kg) # Prin urmare, deoarece căldura finală este (chiar puțin) mai mare, apa se fierbe la # 100 ^ ° C #. Singura diferență cu aburul inițial este faptul că a fost saturată (fără apă lichidă), în timp ce acum este în mare parte apă cu un pic de abur.