СРОЧНО ПОМОГИТЕ С ДАНО И РЕШЕНИЕМ
1.В калориметр со льдом массой 150г и температурой -5° С впущен пар при температуре 100° С. Сколько воды окажется в калориметре после того , как весь лед растает?
2.Сколько потребуется теплоты , чтобы 2 кг льда при -15° С нагреть, расплавить и испарить?
3.Смесь, состоящую из 3 кг льда и 20 кг воды при общей температуре 0°С. нужно нагреть до температуры 700° С пропусканием через смесь водяного пара при температуре 100° С. Определить необходимое количество пара?
4.Сколько необходимо сжечь спирта , чтобы 1, 5 кг льда, взятого при -15°C расплавить и 1 кг полученной воды превратить в пар? КПД спиртовки 45 %.
5. Сколько керосина надо сжечь в спиртовке с КПД =45% , чтобы полностью выпарить 1л воды, имеющей температуру 15° С ?
Ответы
1. Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. Количество теплоты, которое передается от пара к льду, равно количеству теплоты, которое получает вода.
Масса воды в калориметре после растапливания льда будет равна сумме массы льда и массы пара.
Масса пара можно рассчитать по формуле:
m_пара = (m_льда * L_льда + m_воды * C_воды * (T_пара - T_нач)) / (C_пара * (T_кон - T_пара))
где m_льда - масса льда, L_льда - удельная теплота плавления льда, m_воды - масса воды, C_воды - удельная теплоемкость воды, T_пара - температура пара, T_нач - начальная температура льда, T_кон - конечная температура воды и пара.
2. Для решения данной задачи необходимо рассчитать количество теплоты для нагрева, плавления и испарения льда.
Количество теплоты для нагрева льда можно рассчитать по формуле:
Q_нагрев = m_льда * C_льда * (T_кон - T_нач)
Количество теплоты для плавления льда можно рассчитать по формуле:
Q_плавление = m_льда * L_льда
Количество теплоты для испарения льда можно рассчитать по формуле:
Q_испарение = m_льда * C_льда * (T_исп - T_кон)
где m_льда - масса льда, C_льда - удельная теплоемкость льда, T_нач - начальная температура льда, T_кон - конечная температура льда, L_льда - удельная теплота плавления льда, T_исп - температура испарения льда.
3. Для решения данной задачи необходимо рассчитать количество теплоты для нагрева, плавления и испарения льда, а также количество пара, необходимое для нагрева смеси.
Количество теплоты для нагрева смеси можно рассчитать по формуле:
Q_нагрев_смеси = (m_льда * C_льда * (T_кон - T_нач)) + (m_воды * C_воды * (T_кон - T_нач))
Количество теплоты для плавления льда можно рассчитать по формуле:
Q_плавление = m_льда * L_льда
Количество теплоты для испарения льда можно рассчитать по формуле:
Q_испарение = m_льда * C_льда * (T_исп - T_кон)
Количество пара можно рассчитать по формуле:
m_пара = Q_нагрев_смеси / (C_пара * (T_пара - T_кон))
где m_льда - масса льда, C_льда - удельная теплоемкость льда, T_нач - начальная температура смеси, T_кон - конечная температура смеси, L_льда - удельная теплота плавления льда, m_воды - масса воды, C_воды - удельная теплоемкость воды, T_пара - температура пара, T_исп - температура испарения льда, C_пара - удельная теплоемкость пара.
4. Для решения данной задачи необходимо рассчитать количество теплоты для нагрева, плавления и испарения льда, а также количество спирта, необходимое для этого.
Количество теплоты для нагрева льда можно рассчитать по формуле:
Q_нагрев_льда = m_льда * C_льда * (T_кон - T_нач)
Количество теплоты для плавления льда можно рассчитать по формуле:
Q_плавление = m_льда * L_льда
Количество теплоты для испарения воды можно рассчитать по формуле:
Q_испарение = m_воды * C_воды * (T_исп - T_кон)
Количество спирта можно рассчитать по формуле:
m_спирта = (Q_нагрев_льда + Q_плавление + Q_испарение) / (C_спирта * КПД)
где m_льда - масса льда, C_льда - удельная теплоемкость льда, T_нач - начальная температура льда, T_кон - конечная температура льда, L_льда - удельная теплота плавления льда, m_воды - масса воды, C_воды - удельная теплоемкость воды, T_исп - температура испарения воды, C_спирта - удельная теплоемкость спирта, КПД - коэффициент полезного действия спиртовки.
5. Для решения данной задачи необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для испарения 1 литра воды, и количество керосина, необходимое для этого.
Количество теплоты для испарения 1 литра воды можно рассчитать по формуле:
Q_испарение_воды = m_воды * C_воды * (T_исп - T_нач)
Количество керосина можно рассчитать по формуле:
m_керосина = Q_испарение_воды / (C_керосина * КПД)
где m_воды - масса воды, C_воды - удельная теплоемкость воды, T_нач - начальная температура воды, T_исп - температура испарения воды, C_керосина - удельная теплоемкость керосина, КПД - коэффициент полезного действия спиртовки.