В одній посудині міститься мокрий пісок, а в другій сухий. Маси піску і суміші в обох посудинах однакові, але в посудині з мокрим піском 20% маси становить вода. Обидві посудини нагріваються до 50 ° С. Визначте, у скільки разів більша кількість теплоти знадобиться для нагрівання посудини з мокрим піском.
РОЗПИСАТИ БУДЬ ласка
Ответы
Для решения этой задачи мы должны учесть тепло, которое необходимо для нагревания сухого песка и воды в мокром песке до 50 °C, а также тепло, необходимое для испарения воды из мокрого песка.
Тепло для нагревания сухого песка:
Обычно тепло, необходимое для нагревания вещества, можно рассчитать с помощью формулы Q = mcΔT, где:
Q - тепло (в джоулях)
m - масса вещества (в килограммах)
c - удельная теплоемкость вещества (в Дж/(кг·°C))
ΔT - изменение температуры (в °C)
Вам сказано, что массы песка и смеси одинаковы. То есть масса сухого песка равна массе смеси в посудине с мокрым песком.
Тепло для нагревания воды в мокром песке:
Здесь также используется формула Q = mcΔT. Вам дано, что вода составляет 20% массы смеси, поэтому вы можете использовать этот процент для расчета массы воды в смеси. Воде присуща своя удельная теплоемкость, которая составляет около 4186 Дж/(кг·°C).
Тепло для испарения воды:
Для испарения воды вам понадобится еще одно тепло, которое рассчитывается по формуле Q = mL, где:
Q - тепло (в джоулях)
m - масса воды (в килограммах)
L - теплота испарения воды (приблизительно 2,25 миллиона Дж/кг)
Суммируя тепло для нагревания сухого песка, тепло для нагревания воды в мокром песке и тепло испарения воды, вы найдете общее тепло, необходимое для нагревания смеси в посудине с мокрым песком.
Таким образом, в сколько раз больше тепла понадобится для нагревания посудины с мокрым песком по сравнению с посудиной с сухим песком будет определяться разницей в удельной теплоемкости воды и песка. В данном случае эта разница в удельной теплоемкости отражает разницу в тепле, которое необходимо преодолеть, и, следовательно, определяет, в сколько раз больше тепла понадобится для нагревания мокрого песка.