Fyzika Příklady od Vás: Fázové přeměny


avatar

Milan
06. 02. 2019 - 21:54 upraveno:
06. 02. 2019 - 21:56

Zdravím, potřeboval bych, prosím, poradit s příklady, které se týkají skupenské změny a kalorimetrické rovnice spolu.

př. 1:

V mosazném kalorimetru o hmotnosti 150g je 300 g vody a 50 g ledu s teplotou 0 ° C. Kolik vodní páry s teplotou 100 ° C se musí v kalorimetru zkapalnit, aby výsledná teplota vody byla 20 ° C?

 

př. 2:

V hliníkovém kalorimetru s vnitřním průměrem 6 cm a výstupu 11 cm s hmotností 0,4 kg se nachází 500g vody a 500g ledu. Přidáme 97,6 g páry s teplotou 100 ° C. Jaký bude objem kalorimetru?

α(Al) = 1,7.10^-5K^-1

př. 3:

V měděné nádobě s hmotností 0,4 kg je 500g vody a stejné množství ledu s teplotou 0 ° C. Kolik vodní páry s teplotou 100 ° C třeba do vody přidat, aby se všechen led roztál a aby se voda zahřála na 20 ° C ?

 

Předem děkuji za vás čas, protože s mými postupy pomocí klasických vzorců se nedokážu dopracovat ke správnému řešení.

Zpět na příklady

avatar

filda
08. 02. 2019 - 11:39

1) za předpokladu že známe měrnou tepelnou kapacitu mosazi, vody a ledu, postupně: \(c_M, c_V, c_L\) a měrné skupenské teplo tání \(l_t\) ,"kapalnění" \(l_k\), můžeme sestavit příslušnou rovnici "teplo přijaté = teplot odevzdané":

\(m_Mc_Mt_2 + m_Vc_Vt_2 + l_tm_L + c_Vm_Lt_2 = m_Pl_k + m_Pc_V(t_P-t_2)\)

tedy člen po členu: 1) ohřátí kalorimetru na teplotu \(t_2 = 20^{\circ}C\) 2) ohřátí vody 3) tání ledu 4) ohřívání vody, jež vznikla roztátím ledu = 5) kondenzace páry o hledané hmotnosti \(m_P\) 6) ochlazení vody vzniklé zkondenzováním páry z teploty \(t_P = 100^{\circ}C\) na teplotu \(t_2\)

Hledanou hmotnost \(m_P\) tedy získáte vyjádřením z rovnice a dosazením příslušných hodnot.

2) Pro objemovou teplotní roztažnost platí: \(V = V_0(1+t3\alpha)\) ,kde \(V_0 = \pi \dfrac{d^2}{4}v\) (v našem případě, d ... průměr, v ... výška), potřebujeme tedy zjistit výseldnou teplotu \(t\) ,při níž nastane termodynamická rovnováha, tedy sestavme opět rovnici pro bilanci tepla:

\(m_{Al}c_{Al}t + m_Vc_Vt+m_Ll_t + m_Lc_Vt = m_Pl_k + m_Pc_V(t_P - t)\)

nyní jen vyjádříme t a dosatíme do 1. vztahu.

3) jen modifikace předchozích vztahů, zkuste zapřemýšlet :) 


Přihlásit se pro komentář