В латунном сосуде массой 650г находится 400г воды и 100г льда при температуре 0° С. Чему равна масса стоградусного водяного пара, который нужно впустить в воду, чтобы лед растаял и вода нагрелась до 25°С? Удельная теплота парообразования воды 2,3·106 Дж/кг, удельная теплота плавления льда 3,3·105 Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4,2·103 Дж/кг*К.
P.S в ответе должно получиться 35
Объяснение:
Дано:
i = 5 - число степеней свободы молекулярного водорода
T₁ = 290 K
T₂ = 319 K
p₂ = 5,5·10⁴ Па
Q = 37,5 Дж
V - ?
p₁ - ?
1)
Поскольку V - const, то работа газом не совершается:
A = 0
Тогда по первому началу термодинамики:
Q = ΔU + A
Изменение внутренней энергии:
ΔU = Q
При изохорическом процессе:
ΔU = ν·(i/2)·R·ΔT
Число молей:
ν = 2·ΔU / (R·ΔT)
ν = 2·37,5 / (8,31·(319-290)) ≈ 0,311 моль
2)
Тогда из закона Клапейрона-Менделеева:
p₂·V = ν·R·T₂
Объем:
V = ν·R·T₂ / p₂ = 0,311·8,31·319 / (5,5·10⁴) ≈ 0,015 м³ или
V = 15 л
3)
Давление:
p₁ = ν·R·T₁ / V = 0,311·8,31·290 / (0,015) ≈ 50 000 Па
или p₁ = 5·10⁴ Па
S = 1500 м
V11 = 36 км/ч = 10 м/с
V12 = 27 км/ч = 7,5 м/с
V21 = 7,5 м/с
V22 = 10 м/с
Δt - ?
ПЕРВЫЙ велосипедист:
t1 = S / (2*V11) = 1500 / (2*10) = 75 c
t2 = S / (2*V12) = 1500 / (2*7,5) = 100 c
Общее время
t = t1 + t2 = 75 + 100 = 175 c
ВТОРОЙ велосипедист:
Пусть to - полное время второго велосипедиста
to / 2 - половина времени
Тогда
S1 = V21*to / 2
S2 = V22*to /2
S = S1 + S2 = (V21 + V22)*to / 2
to = 2*S / (V21 + V22) = 2*1500 / (7,5 + 10) = 3000 / 17,5 ≈ 171 c
Второй велосипедист БЫСТРЕЕ на 4 секунды (175 - 171)