Question

1. Визначити масу шматка заліза, якщо для його нагрівання вiд 20 °С до 620 °С необхiдна така ж кiлькiсть теплоти, яка виділяється пiд час конденсаци 200 г водяної пари за температури 100 °С і охолодженні утвореної води до 25º С. ​

Answer 1

Ответ:

Масса куска железа равна приблизительно 1,669 кг

Объяснение:

Дано:

$T_{1} =$ 20 °С

$T_{2} =$ 620 °С

$c_{1} =$ 460 Дж / (кг · °С)

$m_{2} =$ 0,2 кг

$c_{2} =$ 4200 Дж / (кг · °С)

$L =$ 2,3 · 10⁶ Дж/кг

$T_{3} =$ 100 °С

$T_{4} =$ 25 °С

Найти:

$m_{1} \ - \ ?$

----------------------------------------------

Решение:

Количество теплоты выделяемое при нагревании железа:

$Q_{1} = c_{1}m_{1}(T_{2} - T_{1})$

Количество теплоты выделяемое при парообразовании воды:

$Q_{2} = Lm_{2}$

Количество теплоты выделяемое при охлаждении воды:

$Q_{3} = c_{2}m_{2}(T_{3} - T_{4})$

Количество теплоты выделяемое при нагревании железа равно количеству теплоты выделяемой при парообразовании воды, а затем её охлаждении по условию:

$Q_{1} = Q_{2} + Q_{3}$

$c_{1}m_{1}(T_{2} - T_{1}) = Lm_{2} + c_{2}m_{2}(T_{3} - T_{4})$

$c_{1}m_{1}(T_{2} - T_{1}) = m_{2}(L+ c_{2}(T_{3} - T_{4})) \Longrightarrow \boldsymbol{ \boxed{m_{1} = \frac{m_{2}(L+ c_{2}(T_{3} - T_{4}))}{c_{1}(T_{2} - T_{1})} }}$

Расчеты:

$\boldsymbol {m_{1}} =$ (0,2 кг(2,3 · 10⁶ Дж/кг + 4200 Дж / (кг · °С)(100 °С - 25 °С))) /

/ (460 Дж / (кг · °С)(620 °С - 20 °С)) $\boldsymbol \approx$ 1,669 кг

Ответ: $m_{1} \approx$ 1,669 кг.

#SPJ1