السؤال رقم f9cc1

السؤال رقم f9cc1
Anonim

إجابة:

ذاب كل الجليد ودرجة حرارة المياه النهائية # 100 ^ OC # مع كمية صغيرة من البخار.

تفسير:

أولا وقبل كل شيء ، أعتقد أن هذا في القسم الخطأ.

ثاني ا ، ربما تكون قد أساءت تفسير بعض البيانات التي ، إذا تغيرت ، يمكن أن تغير طريقة التمرين في حلها. تحقق من العوامل أدناه:

لنفترض ما يلي:

  • الضغط في الغلاف الجوي.
  • 20G في # 100 ^ OC # هو البخار المشبع ، وليس الماء.
  • 60G في # 0 ^ OC # هو الجليد ، وليس الماء.

(يحتوي الأول على تغييرات رقمية بسيطة ، في حين أن الثاني والثالث لهما تغييرات كبيرة)

هناك سيناريوهات مختلفة لهذا. لنفترض أن الجليد يذوب ويتحول إلى ماء. المفتاح هنا هو أن نفهم أنه عندما يتغير الماء مرحلة (الصلبة والسائلة والغاز = الجليد والمياه والبخار) الحرارة المعطاة خلال الفترة الانتقالية لن تزيد درجة الحرارة. وتسمى هذه الحرارة الحرارة الكامنة.

لذلك سوف يستهلك الجليد بعض الطاقة لإذابة (ذوبان الحرارة الكامنة).

سوف يستهلك البخار بعض الطاقة لتتبخر (حرارة الغليان الكامنة).

لذلك ، إذا أخذنا درجة حرارة مرجعية # T_0 = 0 ^ OC # (كما تفعل العديد من الجداول والكتيبات الهندسية) الجليد له تغير سلبي في الحرارة والبخار له تغير إيجابي في الحرارة. لذلك ، ستكون الطاقة النهائية مساوية لـ:

# Q = ΔΗ_ (ق) -ΔH_i #

  • جليد # ΔΗ_ (ط) #

وفق ا لأدوات الهندسة - درجات حرارة الانصهار الكامنة ، فإن درجة حرارة انصهار الكامنة تساوي # 334 (جول) / (كلغ) # ولكن لمدة 20 غراما:

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

هذا يعني أنه إذا ذاب كل الجليد ، فستكون هناك حاجة إلى 6.68 كيلو جول.

  • بخار # ΔΗ_ (ق) #

وفق ا لـ The Enginnering Toolbox - Steam Steam ، فإن الحرارة الكلية للبخار إذا كانت تغلي # 100 ^ OC # هو # 2675.43 (kJ) / (كجم) # ولكن لمدة 60 غراما:

# ΔΗ_ (s) = 2675.43 (kJ) / (كجم) * 0.020 كجم = 53.51kJ #

  • الطاقة النهائية

# Q = ΔΗ_ (ق) -ΔH_i #

# Q = 53،51 حتي 20،04 #

# Q = 33.47kJ #

لإجمالي # 20 غرام + 60 غرام = 80 غرام = 0.08 كجم #:

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

  • استنتاج

يوضح الجدول الموجود في The Enginnering Toolbox - Steam Properties أن أقصى حرارة معقولة للمياه بدون بخار هي # 417.51 (كج) / (كلغ) # لذلك ، بما أن الحرارة النهائية أكبر (قليلا) ، فإن الماء يغلي # 100 ^ OC #. الفرق الوحيد مع البخار الأولي هو أنه مشبع (لا يوجد ماء سائل) ، أما الآن فهو في الغالب ماء به القليل من البخار.