Spørgsmål # f9cc1

Svar:

Al isen er smeltet og den endelige temperatur på vandet er # 100 ^ oC # med en lille smule damp.

Forklaring:

For det første tror jeg, at dette er i den forkerte sektion.

For det andet kan du have fejlfortolket nogle data, der, hvis de ændres, kan ændre øvelsens måde at løse op på. Se nedenstående faktorer:

Antag følgende:

• Tryk er atmosfærisk.
• Den 20g ved # 100 ^ oC # er mættet damp, IKKE vand.
• Den 60g ved # 0 ^ oC # er is, IKKE vand.

(Den første har kun mindre numeriske ændringer, mens 2. og 3. har store ændringer)

Der er forskellige scenarier for dette. Antag at is smelter og omdannes til vand. Nøglen her er at forstå, at som vand ændrer fase (fast, flydende, gas = is, vand, damp) den givne varme under overgangen vil ikke øge temperaturen. Denne varme kaldes latent varme.

Ice vil derfor forbruge en vis energi til at smelte (smeltende latent varme).

Dampen vil bruge noget energi til at fordampe (kogende latent varme).

Derfor, hvis vi tager som referencetemperatur # T_0 = 0 ^ oC # (så mange tekniske tabeller og manualer gør) is har negativ varmeændring og damp har positiv varmeændring. Derfor er den endelige energi lig med:

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

• Is # ΔΗ_ (i) #

Ifølge The Engineering Toolbox - latent smeltevarme er den smeltende latente varme lig med # 334 (kJ) / (kg) # Men for 20 gram:

# ΔΗ_ (i) = 334 (kJ) / (kg) * 0,060 kg = 20,04 kJ #

Det betyder, at hvis ALLE isen smelter, er der 6,68 kJ nødvendige.

• Damp # ΔΗ_ (s) #

Ifølge The Ingenering Toolbox - Steam Properties er dampens samlede varme, hvis den koger ved # 100 ^ oC # er # 2675.43 (kJ) / (kg) # Men for 60 gram:

# ΔΗ_ (s) = 2675,43 (kJ) / (kg) * 0,020 kg = 53,51 kJ #

• Endelig energi

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

# Q = 53,51-20,04 #

# Q = 33.47kJ #

For det samlede antal # 20grams + 60grams = 80grams = 0.08kg #:

# Q = 33,47 / 0,08 (kJ) / (kg) = 418,34 (kJ) / (kg) #

• Konklusion

Tabellen i The Ingenering Toolbox - Steam Properties siger, at den maksimale fornuftige vandvarme uden damp er # 417,51 (kJ) / (kg) # Derfor, da den endelige varme er (selv lidt) større, koger vandet # 100 ^ oC #. Den eneste forskel med den indledende damp er, at den var mættet (intet flydende vand), mens nu er det for det meste vand med lidt damp.