คำถาม # f9cc1

คำถาม # f9cc1
Anonim

ตอบ:

น้ำแข็งทั้งหมดถูกละลายและอุณหภูมิสุดท้ายของน้ำคือ # 100 องศา ^ # ด้วยไอน้ำเล็กน้อย

คำอธิบาย:

ประการแรกฉันคิดว่านี่เป็นส่วนที่ผิด

อันดับที่สองคุณอาจตีความข้อมูลบางอย่างผิด ๆ ซึ่งหากมีการเปลี่ยนแปลงสามารถเปลี่ยนวิธีการออกกำลังกายได้ ตรวจสอบปัจจัยด้านล่าง:

สมมติว่าต่อไปนี้:

  • ความดันบรรยากาศ
  • 20 กรัมที่ # 100 องศา ^ # ไอน้ำอิ่มตัวไม่ใช่น้ำ
  • 60 กรัมที่ # 0 ^ # องศา เป็นน้ำแข็งไม่ใช่น้ำ

(อันที่หนึ่งมีการเปลี่ยนแปลงเชิงตัวเลขเล็กน้อยในขณะที่ตัวที่สองและที่สามมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ)

มีสถานการณ์ที่แตกต่างกันสำหรับเรื่องนี้ สมมติว่าน้ำแข็งละลายและถูกแปลงเป็นน้ำ กุญแจสำคัญในที่นี้คือการเข้าใจว่าเมื่อน้ำเปลี่ยนเฟส (ของแข็ง, ของเหลว, แก๊ส = น้ำแข็ง, น้ำ, ไอน้ำ) ความร้อนที่ได้รับ ระหว่างการเปลี่ยนแปลง จะไม่เพิ่มอุณหภูมิ ความร้อนนี้เรียกว่าความร้อนแฝง

น้ำแข็งจึงใช้พลังงานในการละลาย (ละลายความร้อนแฝง)

ไอน้ำจะใช้พลังงานบางส่วนในการระเหย (ความร้อนแฝงที่เดือด)

ดังนั้นถ้าเราใช้เป็นอุณหภูมิอ้างอิง # T_0 = 0 ^ # องศา (เท่าที่ตารางวิศวกรรมและคู่มือทำ) น้ำแข็งมีการเปลี่ยนแปลงความร้อนเชิงลบและไอน้ำมีการเปลี่ยนแปลงความร้อนเป็นบวก. ดังนั้นพลังงานสุดท้ายจะเท่ากับ:

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

  • น้ำแข็ง # ΔΗ_ (i) #

กล่องเครื่องมือวิศวกรรม - ความร้อนแฝงของการหลอมความร้อนแฝงที่หลอมละลายเท่ากับ # 334 (กิโลจูล) / (กก.) # แต่สำหรับ 20 กรัม:

# ΔΗ_ (i) = 334 (kJ) / (kg) * 0.060kg = 20.04kJ #

นั่นหมายความว่าหากน้ำแข็งทั้งหมดละลายจำเป็นต้องมี 6.68 kJ

  • ไอน้ำ # ΔΗ_ (s) #

จากรายงานของ The Enginnering Toolbox - คุณสมบัติของไอน้ำความร้อนทั้งหมดของไอน้ำถ้ามันเดือดที่ # 100 องศา ^ # คือ # 2675.43 (kJ) / (กก.) # แต่สำหรับ 60 กรัม:

# ΔΗ_ (s) = 2675.43 (kJ) / (กก.) * 0.020kg = 53.51kJ #

  • พลังงานขั้นสุดท้าย

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

# Q = 53.51-20.04 #

# Q = 33.47kJ #

สำหรับยอดรวมของ # 20grams + 60grams = 80grams = 0.08kg #:

# Q = 33.47 / 0.08 (kJ) / (kg) = 418.34 (kJ) / (kg) #

  • ข้อสรุป

ตารางในกล่องเครื่องมือการมีส่วนร่วม - คุณสมบัติของไอน้ำบอกว่าความร้อนที่เหมาะสมที่สุดของน้ำที่ไม่มีไอคือ # 417.51 (กิโลจูล) / (กก.) # ดังนั้นเนื่องจากความร้อนสุดท้าย (ใหญ่กว่า) เล็กน้อยน้ำจึงเดือดที่ # 100 องศา ^ #. ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวกับไอน้ำเริ่มแรกคือมันอิ่มตัว (ไม่มีน้ำของเหลว) ในขณะนี้มันเป็นน้ำที่มีไอน้ำเล็กน้อย