Un obiect cu o masă de 2 kg, o temperatură de 315 ° C și o căldură specifică de 12 (KJ) / (kg * K) se toarnă într-un recipient cu 37 I de apă la 0 ° C. Apa se evapora? Dacă nu, cu cât variază temperatura apei?

Răspuns:

Apa nu se evapora. Temperatura finală a apei este:

# T = 42 ^ oC #

Deci, schimbarea temperaturii:

# = 42 ^ AT oC #

Explicaţie:

Căldura totală, dacă ambele rămân în aceeași fază, este:

# Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Căldură inițială (înainte de amestecare)

Unde # # Q_1 este căldura de apă și # # Q_2 căldura obiectului. Prin urmare:

# Q_1 + Q_2 = M_1 * C_ (p_1) * T_1 + m_2 * C_ (p_2) * T_2 #

Acum trebuie să fim de acord că:

• Capacitatea de căldură a apei este:

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

• Densitatea apei este:

# ρ = 1 (kg) / (aprins) => 1lit = 1kg -> # astfel încât kg și litri sunt egale în apă.

Deci avem:

# Q_1 + Q_2 = #

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

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

Căldură finală (după amestecare)

• Temperatura finală a apei și a obiectului este comună.

# T_1 '= T_2' = T #

• De asemenea, căldura totală este egală.

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

Prin urmare:

# Q_1 + Q_2 = M_1 * C_ (p_1) * T + m_2 * C_ (p_2) * T #

Utilizați ecuația pentru a găsi temperatura finală:

# 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 #

Cu condiția ca presiunea să fie atmosferică, apa nu sa evaporat, deoarece este punctul ei de fierbere # 100 ^ ° C #. Temperatura finală este:

# T = 42 ^ oC #

Deci, schimbarea temperaturii:

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