วัตถุที่มีมวล 2 กิโลกรัมอุณหภูมิ 315 ^ oC และความร้อนเฉพาะที่ 12 (KJ) / (kg * K) จะถูกทิ้งลงในภาชนะที่มีน้ำ 37 ลิตรที่ 0 ^ oC น้ำระเหยหรือไม่? ถ้าไม่อุณหภูมิของน้ำเปลี่ยนไปมากแค่ไหน?

ตอบ:

น้ำไม่ระเหย อุณหภูมิสุดท้ายของน้ำคือ:

# t = 42 องศา ^ #

ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ:

# ΔT = 42 องศา ^ #

คำอธิบาย:

ความร้อนทั้งหมดถ้าทั้งสองยังคงอยู่ในเฟสเดียวกันคือ:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

ความร้อนเริ่มต้น (ก่อนที่จะผสม)

ที่ไหน # Q_1 # คือความร้อนของน้ำและ # Q_2 # ความร้อนของวัตถุ ดังนั้น:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (P_1) * T_1 + m_2 * c_ (P_2) * T_2 #

ตอนนี้เราต้องยอมรับว่า:

• ความจุความร้อนของน้ำคือ:

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

• ความหนาแน่นของน้ำคือ:

# ρ = 1 (kg) / (lit) => 1lit = 1kg -> # ดังนั้นกิโลกรัมและลิตรเท่ากันในน้ำ

ดังนั้นเราจึงมี:

# Q_1 + Q_2 = #

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

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

ความร้อนขั้นสุดท้าย (หลังจากผสม)

• อุณหภูมิสุดท้ายของทั้งน้ำและวัตถุเป็นเรื่องปกติ

# T_1 '= T_2' = T #

• นอกจากนี้ความร้อนรวมเท่ากัน

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

ดังนั้น:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (P_1) * T + m_2 * c_ (P_2) * T #

ใช้สมการเพื่อหาอุณหภูมิสุดท้าย:

# 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) (กิโลจูล) / (กก * (กิโลจูล) / (กก * K) #

# t = 315 ^ ตกลง #

# t = 315-273 = 42 องศา ^ #

หากความดันเป็นบรรยากาศน้ำไม่ระเหยเนื่องจากจุดเดือด # 100 องศา ^ #. อุณหภูมิสุดท้ายคือ:

# t = 42 องศา ^ #

ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ:

# ΔT = | T_2-T_1 | = | 42-0 | = ^ 42 องศา #