Чайник содержащий 1 кг кипящей воды нагревают до полного испарения: 3.2.2. Первый закон термодинамики. Вычисление внутренней энергии,

3.2.2. Первый закон термодинамики. Вычисление внутренней энергии,

энтальпии, работы
при различных процессах

Практическое
занятие №2

ТМ: [1, гл.1, § 5,9-11;
2, гл.ΙΙ, § 3-4; 5, гл. VΙ и др.)].

Примеры решения
типовых задач

Пример
2-1. Рассчитайте
изменение внутренней энергии одноатомного
идеального газа при изобарном расширении
от 1,0 до 5,0 л под давлением 150 кПа.

Решение.
Процесс
протекает при постоянном давлении
Р₁=Р₂=
150 кПа, объём изменяется от V₁=1,0
л до V₂=5,0
л. Начальную и конечную температу-ры
можно вычислить из уравнения
Менделеева-Клапейрона: Т₁=
Р₁·V₁/
n·R;
Т₂=
Р₂·V₂/n·R.
Изменение внутренней энергии идеального
газа зависит только от его начальной и
конечной температуры (С_V
= 1,5 R):

ΔU
= nС_V
(Т₂ –Т₁)
= 1,5 (Р₂V₂
– Р₁V₁)
= 1,5∙150∙10³
(5-1) ∙ 10^-3
= 900 Дж

Ответ:
ΔU = 900 Дж.

Пример
2-2. Чайник,
содержащий 1000 г кипящей воды, нагревают
до полного испарения при нормальном
давлении. Определите А, Q, ΔU, ΔН для этого
процесса. Мольная теплота испарения
воды 40,6 кДж/моль.

Решение.
В процессе
Н₂О_(ж)
→ Н₂О_(г)
произошло расширение газа при постоянном
давлении от объёма 1000 г жидкой воды
(10^-3м³)
до объёма

V₂=
nRT/Р
= (1000/18) ∙8,31∙ 373/1,013∙10⁵
= 1,70 м³

Работа расширения
при постоянном давлении

А
= Р(V₂
– V₁)
≈ РV₂
= 1,013∙10⁵
∙ 1,70 = 172 кДж

При испарении 1000
г воды затрачивается теплота

Q = (1000/18) ∙ 40,6 = 2256
кДж

Изменение внутренней
энергии можно рассчитать по первому
закону:

ΔU = Q – А = 2256 – 172
= 2084 кДж,

а изменение
энтальпии – через изменение внутренней
энергии:

ΔН = ΔU + Δ(РV) = ΔU
+РΔV= ΔU +А = Q= 2256 кДж

Изменение энтальпии
равно теплоте, т.к. процесс происходит
при постоянном давлении.

Ответ:
А = 172 кДж; ΔU = 2084 кДж; ΔН = Q= 2256 кДж

Пример
2-3. Один моль
идеального газа, взятого при 25 ^оС
и 100 атм, расширяется обратимо и
изотермически до 5 атм. Рассчитайте
работу, поглощённую теплоту, ΔU, ΔН.

Решение.
Работа изотермического сжатия равна

А
= nRT
ln
(P₁/P₂)
= 8,31∙298∙ln
(100/5) = 7420 Дж

Для изотермического
процесса, в котором участвует идеальный
газ

ΔU = 0, следовательно
Q = А = 7420 Дж

Изменение
энтальпии равно: ΔН = ΔU + Δ(РV) = ΔU+
nR
(Т₂ –Т₁)
= 0,

Ответ:
А = Q = 7420 Дж; ΔU = ΔН = 0

Пример
2-4. Определите
конечную температуру и работу, необходимую
для адиабатического сжатия азота от 10
л до 1 л, если начальная температура и
давление равны 300 К и 101,3 кПа, соответственно.

Решение.
Для адиабатического процесса конечную
температуру можно найти по уравнению
адиабаты Т₁V₁^γ-1=Т₂
V₂^γ-1.
Для двухатомного идеального газа
γ=Сp/Сv=7/5=(3,5R/2,5R)=1,4.
Отсюда

Т₂
= Т₁ (V₁/V₂)^γ-1
=300
(0,01/0,001)^0,4=754
К

Работу, необходимую
для адиабатического сжатия, находим по
уравнению

А
= nС_V
(Т₁ –Т₂)
= (P₁V₁/
RT₁)
∙2,5∙ R(Т₁
–Т₂)
=

=(101300∙10^-2/300)∙2,5∙
(300-754) = -3833 Дж

Ответ:
Т₂
= 754 К, А = -3833 Дж.

Задачи для
самостоятельного решения

2-1.
Оксид углерода (IV) в количестве 100 г
находится при 0⁰С
и давлении 1,013·10⁵
Па. Определить Q,
A,
ΔU
и ΔH:
а) при изотермическом расширении до
объёма 0,2 м³;
б)при изобарном расширении до того же
объёма; в) при изохорном нагревании до
достижения давления 2,026·10⁵
Па; г) при адиабатном сжатии до 2,026·10⁵
Па. Принять, что СО₂
подчиняется законам идеальных газов,
а истинная молярная теплоёмкость СО₂
при постоянном давлении постоянна и
равна 37,1 Дж/(моль·К).

2-2.
Газ, расширяясь от 0,01 до 0,016 м³
при постоянном давлении 1,013·10⁵
Па, поглощает 126 Дж теплоты. Определить
ΔU.

2-3.
Смешано 4,03г водорода и 32г кислорода. Их
удельные теплоёмкости С_р
соответственно равны 14,3 и 0,912 Дж/(г·К).
Определить потерю теплоты при охлаждении
этой смеси на 20⁰
при постоянном объёме.

2-4.
При нормальных условиях 0,05 м³
криптона нагревают до 600⁰С
при постоянном объёме. Каковы конечное
давление газа и количество теплоты,
затраченной на нагревание?

2-5.
Истинная удельная теплоёмкость жидкого
цинка выражается уравнением: С_р(ж)
= 0,362 + 26,78 · 10^-5Т
Дж/(г·К), а твёрдого цинка: С_р
(тв) = 0,3795 + 18,58 ·10^-6Т
Дж/(г·К). Какое количество теплоты
выделится при охлаждении 300 г этого
металла от 500 до 0⁰С,
если температура плавления цинка 419⁰С,
удельная теплота плавления 117,2 Дж/г.
Рассчитать теплоёмкости 1 моль твёрдого
и расплавленного цинка при температуре
плавления.

Основы физической химии → 2-3 . Один моль идеального газа,..

Химия Еремин В.В. «Основы физической химии» 11
Еремин В.В., Каргов С.И.,Успенская И.А.,Кузьменко Н.Е. Основы физической химии — М.: Экзамен, 2005. — 480 c.
Предыдущая 1 .. 5 6 7 8 9 10 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 154 >> Следующая
2-3. Один моль идеального газа, взятого при 25 °С и 100 атм, расширяется обратимо и изотермически до 5 атм. Рассчитайте работу, поглощенную теплоту, ЛЮ и ЛЯ.щ = 5/2 Я), а давление при исходной температуре нормальное. Найдите ЛЮ и ЛЯ для процесса нагревания воздуха.
2-12. Человеческий организм в среднем выделяет 104 кДж в день благодаря метаболическим процессам. Основной механизм потери этой энер-
38
Глава 1. Основы химической термодинамики
гии — испарение воды. Какую массу воды должен ежедневно испарять организм для поддержания постоянной температуры? Удельная теплота испарения воды равна 2260 Джг-1. На сколько градусов повысилась бы температура тела, если бы организм был изолированной системой? Примите, что средняя масса человека составляет 65 кг, а теплоемкость равна теплоемкости жидкой воды.
2-13. Один моль паров брома обратимо и изотермически сконденсировали в жидкость при 59 °С. Рассчитайте работу, теплоту, изменение внутренней энергии и энтальпии в этом процессе. Удельная теплота испарения брома при 59 °С равна 184.1 Джг-1.
2-14. Один моль идеального одноатомного газа вступает в следующий замкнутый цикл:
Процесс 1 — 2 — изотермический, 3 — 1 — адиабатический. Рассчитайте объемы системы в состояниях 2 и 3, а также температуры состояний 1, 2 и 3, считая стадии 1 — 2 и 3 — 1 обратимыми. Рассчитайте ЛЮ и ЛН для каждой стадии.
2-15. Придумайте циклический процесс с идеальным газом, состоящий из четырех стадий. Изобразите этот процесс в координатах р — У. Рассчитайте полное изменение внутренней энергии, а также теплоту и совершенную газом работу.
2-16. Один моль фтороуглерода расширяется обратимо и адиабатически вдвое по объему, при этом температура падает от 298.15 до 248.44 К. Чему равно значение Су?
2-17. Докажите соотношение, приведенное в табл.2.1 для работы обратимого адиабатического процесса.
2-18. Один моль метана, взятый при 25 °С и 1 атм, нагрет при постоянном давлении до удвоения объема. Мольная теплоемкость метана дается выражением:
Ср = 5.34 + 0.0115Т (кал-моль-1-К-1).
Рассчитайте ЛЮ и ЛН для этого процесса. Метан можно считать идеальным газом.
2-19. Один моль дифторметана (идеальный газ), взятый при 0 °С и 1 атм, нагрет при постоянном давлении до утроения объема. Рассчитай-
Глава 1. Основы химической термодинамики
39
те изменение энтальпии и внутренней энергии в этом процессе, если за-
висимость теплоемкости дифторметана от температуры имеет вид:
2-20. Выведите уравнение для обратимого адиабатического сжатия не-
идеального газа, если уравнение состояния одного моля газа имеет вид:
2-21. Используя уравнение состояния и первый закон термодинамики, выведите уравнение адиабаты для газа Ван-дер-Ваальса.
2-22. Четыре моля кислорода, находящиеся в объеме 20 л при температуре 270 К, подвергли адиабатическому расширению против внешнего давления 600 Торр до утроения объема. Рассчитайте конечную температуру, совершенную работу, изменение внутренней энергии и
2-23. Три моля идеального газа, находящиеся при температуре 200 К и давлении 2.0 атм, обратимо и адиабатически сжали до температуры 250 К. Рассчитайте конечные давление и объем, а также работу, изменение внутренней энергии и энтальпии. Изохорная теплоемкость газа равна 27.5 Джмоль-1К-1.
2-24. Определите изменение внутренней энергии одного моля гелия (идеальный газ) при нагревании от Т1 до Т2:
б) в изобарном процессе;
в) в адиабатическом процессе.
Предыдущая 1 .. 5 6 7 8 9 10 11 > 12 13 14 15 16 17 .. 154 >> Следующая

(PDF) Практические занятие №1

Science: Problems and Innovations”, состоявшейся 30 апреля 2017 г. в г.

Пенза. // МЦНС «Наука и Просвещение», г. Пенза, 2017, Часть 1, № 176. С.

157 – 160.

8. А.А. Yusupkhodjayev, Sh.Т. Khojiev, J.S. Mamirkulov. The analysis of

physic chemical properties of metallurgical molten slags// Сборник статей

Международной научно-практической конференции “Управление социально-

экономическими системами: теория, методология, практика”, состоявшейся

15 июня 2017 г. в г. Пенза. // МЦНС «Наука и Просвещение», г. Пенза, 2017,

Часть 1, № 190. С. 12 – 15.

9. А.А. Yusupkhodjayev, Sh.Т. Khojiev, G.A. Kimsanboeva. The analysis of

the arch of service of autogenous smelting furnaces during processing of copper

sulfide concentrates// Сборник статей Международной научно-практической

конференции “Управление социально-экономическими системами: теория,

методология, практика”, состоявшейся 15 июня 2017 г. в г. Пенза. // МЦНС

«Наука и Просвещение», г. Пенза, 2017, Часть 1, № 190. С. 16 – 18.

10. А.А. Yusupkhodjayev, Sh.Т. Khojiev, S.B. Mirzajanova. Usage of

reducing-sulfidizing agents in copper-bearing slags depletion// Сборник статей

Международной научно-практической конференции “Управление социально-

экономическими системами: теория, методология, практика”, состоявшейся

15 июня 2017 г. в г. Пенза. // МЦНС «Наука и Просвещение», г. Пенза, 2017,

Часть 1, № 190. С. 19 –21.

11. А.А. Yusupkhodjayev, Sh.Т. Khojiev, J. Usarov. Reasons of copper loss

with slag// Сборник статей Международной научно-практической

конференции “Управление социально-экономическими системами: теория,

методология, практика”, состоявшейся 15 июня 2017 г. в г. Пенза. // МЦНС

«Наука и Просвещение», г. Пенза, 2017, Часть 1, № 190. С.22 –23.

12. А.А. Yusupkhodjayev, Sh.Т. Khojiev, V.K. Nodirov. Modern state of

technology of copper extraction// Сборник статей победителей VIII

Международной научно-практической конференции “Современная

экономика: актуальные вопросы, достижения и инновации”, состоявшейся 20

июня 2017 г. в г. Пенза. // МЦНС «Наука и Просвещение», г. Пенза, 2017,

Часть 2, № 191. С.59 –61.

13. M.M. Yakubov, A.A. Yusupxodjayev, Sh.T. Hojiyev. Eritish jarayonida

misning shlak bilan isrofini kamaytirish yo’llari // Kompozitsion materiallar.

Toshkent, 2017, №1. 18 – 19 b.

14. Yusupkhodjayev A.A., Khojiev Sh.T., Kimsanboeva G.A. Studying of

the clinker coating formed on internal the laying of the oxygen-torch furnace at

fusion of sulphidic copper concentrates // Сборник статей XIII Международной

научно-практической конференции “European research”, состоявшейся 7

декабря 2017 г. в г. Пенза. // МЦНС «Наука и Просвещение», г. Пенза, 2017,

Часть 1, № 248. С. 62 – 65.

15. Samadov A.U., Khojiev Sh.T., Buzurkhanova F.S., Ruziev Z.N.

Perspective method of smelting low-sulfur copper concentrates // Научные

достижения и открития современной молодёжи: сборник статей III

КОС Физическая и коллоидная химия | Учебно-методический материал на тему:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

  Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края

«НОВОРОССИЙСКИЙ КОЛЛЕДЖ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКОНОМИКИ»

(ГАПОУ КК «НКСЭ)

Комплект оценочных средств

для проведения аттестации

в форме экзамена

ОП.06 Физическая и коллоидная химия

специальности 240111 « Производство тугоплавких неметаллических

и силикатных материалов и изделий»

ОП. 00 Профессиональный цикл

2014 г.

2 РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ПРОВЕРКЕ        5

3 ОЦЕНКА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ        9

1. ПАСПОРТ КОМПЛЕКТА ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ

1. Область применения комплекта оценочных средств

Комплект оценочных средств (КОС) предназначен для оценки результатов освоения учебной дисциплин ОП.06 «Физическая и коллоидная химия».

КОС включает контрольные материалы для проведения текущего контроля и аттестации в форме экзамена.

КОС разработан на основании положений:

• основной профессиональной образовательной программы по направлению подготовки  специальности СПО  240111 «Производство тугоплавких неметаллических и силикатных материалов и изделий»;
• программы учебной дисциплины «Физическая и коллоидная химия».

2 РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ПРОВЕРКЕ

Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания) представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Результаты обучения

3 ОЦЕНКА ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Пакет экзаменатора

3.1 Вопросы для устного опроса

Ответить на контрольные вопросы:

1 Основные понятия термодинамики: система, внутренняя энергия, теплота, работа, мольная теплоёмкость.

2 Первый закон термодинамики, его уравнение.

3 Работа термодинамических процессов: изобарический, изохорический, изотермический, адиабатический.

4 Теплота образования, плавления, испарения, растворения, нейтрализации.

5 Закон Гесса. Следствия закона Гесса. Расчёты теплоты образования по закону  Гесса.

1. Второе  начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы.

7 Коэффициент полезного действия идеальной тепловой машины. Энтропия как мера необратимости процесса

8. Электродный потенциал
9. Уравнение Нернста
10. Принцип действия гальванического элемента
11. Электроды сравнения
12. Электрохимический ряд напряжений металлов
13. Потенциометрия
14. Составление гальванических элементов
15. Электролиз
16. Законы электролиза
17. Применение электролиза
18. Химические источники электрического тока
19. Электрохимическая коррозия
20. Эквивалентная электропроводность
21. Закон Кольрауша
22. Составление уравнений электролиза

23 Дисперсная среда и дисперсная фаза. Классификация дисперсных систем.

24 Очистка золей. Кинетические свойства золей.

25 Оптические свойства золей. Опалесценция. Микроскопия золей.

26   Поверхностные явления. Пограничное натяжение.

27 Адсорбция. Уравнение Гиббса. Поверхностная активность.

28 Строение частиц золей. Ядро, гранула, мицелла.

29 Коагуляция. Седиментационный анализ.

30 Сущность процесса коагуляции, коагуляция электролитами.

31 Пептизация, строение глинистых частиц.

32 Электрокинетические явления. Общий и электрокинетический потенциал. Электроосмос и электрофорез.

33 Состояние высокомолекулярных соединений: стеклообразное, высокоэластичное, вязкотекучее.

34 Специфические свойства растворов высокомолекулярных соединений. Высаливание полимеров из их растворов.

35 Лиотропные ряды. Понятия о полуколлоидах.

36 Силикагель. Поглотительные свойства силикагеля. Использование силикагеля в качестве адсорбента.

3.1.1 Условия выполнения

1. Время на выполнение: 60 мин.
2. Оборудование учебного кабинета:

• посадочные места по количеству обучающихся;
• рабочее место преподавателя;
• комплект учебно-наглядных пособий по предмету.
• мультимедийные и видеоматериалы;
• компьютер с лицензионным программным обеспечением;
• интерактивная доска;
• мультимедиапроектор.

3. Литература для обучающегося

Основные источники:

1. Бобкова Н.М., Физическая химия силикатных и тугоплавких соединений, — Минск: Высшая школа, 2014.
2. Клюковский Г.И., Физическая и коллоидная химия и химия кремния, — М : Высшая школа, 2011.
3. Гамеев О.С., Физическая и коллоидная химия,- М : Высшая школа, 2012.
4. Павлов П.В., Физика твёрдого тела, — М : Высшая школа, 2013.
5. Горшков B.C., Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений,-М: Высшая школа, 2013.
6. Балезин СИ., Основы физической и коллоидной химии,-М: Просвещение, 2012.
7. Савельев В.Г., Химия кремния и физическая химия силикатов,-М : издательство МХТИ им.Менделеева, 2014.

4. Требования охраны труда

К работам на персональном компьютере допускаются лица, прошедшие инструктаж по охране труда. Студенты при выполнении работ на ПК, обязаны строго соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения, а также отключающих устройств для снятия напряжения.

О каждом несчастном случае пострадавший обязан немедленно сообщить преподавателю, при неисправности ПК работу прекратить и сообщить  о неисправности преподавателю.

Лица, допустившие  невыполнение или нарушение инструкции по охране труда, привлекаются к дисциплинарной ответственности в соответствии с правилами внутреннего распорядка.

3.1.2 Перечень объектов контроля и оценки

Перечень объектов контроля и оценки представлен в таблице 2.

Таблица 2 — Перечень объектов контроля и оценки

3.1.3 Оценка образовательных достижений

Оценка результатов устного ответа осуществляется по следующим критериям:

• оценка «отлично» — обучающийся полно и правильно изложил теоретический вопрос. Выявленные знания соответствуют объему и глубине их раскрытия;
• оценка «хорошо» —  обучающийся правильно изложил теоретический вопрос, но недостаточно полно раскрыл суть вопроса или допустил незначительные неточности. На заданные экзаменатором дополнительные вопросы ответил правильно;
•  оценка «удовлетворительно» —  обучающийся смог частично раскрыть теоретический вопрос. На заданные экзаменатором дополнительные вопросы ответил не полностью;
• оценка «неудовлетворительно» — обучающийся не раскрыл теоретический вопрос. На заданные экзаменаторами вопросы не смог дать удовлетворительный ответ.

3.2 Текст для самостоятельной работы 1

Примерные расчетные задачи экзаменационных билетов

Пример 1. Рассчитайте изменение внутренней энергии гелия (одноатомный идеальный газ) при изобарном расширении от 5 до 10 л под давлением 196 кПа.

Решение. p1 = p2 = 196 кПа, V1 = 5 л, V2 = 10 л. Начальная и конечная температуры: T1 = p1V1 / nR, T2 = p2V2 / nR. Изменение внутренней энергии идеального газа определяется только начальной и конечной температурой (CV = 3/2 nR — идеальный одноатомный газ):

 U = CV (T2-T1) = 3/2 nR (T2-T1) = 3/2 (p2V2 — p1V1) = 3/2  (196. 103) (10-5). 10-3 =
= 1470 Дж.

Ответ. 1470 Дж.

Пример 2. Используя первый закон и определение теплоемкости, найдите разность изобарной и изохорной теплоемкостей для произвольной термодинамической системы.

Решение. В определение теплоемкости (2.6) подставим дифференциальное представление первого закона (2.1) и используем соотношение (2.13) для внутренней энергии как функции температуры и объема:

Отсюда при постоянном давлении получаем:

Пример 3. Один моль ксенона, находящийся при 25 оС и 2 атм, расширяется адиабатически: а) обратимо до 1 атм, б) против давления 1 атм. Какой будет конечная температура в каждом случае?

Решение. а) Исходный объем ксенона (n = 1):

V1 = nRT1 / p1 = 0.082. 298 / 2 = 12.2 л.

Конечный объем можно найти из уравнения адиабаты (для одноатомного идеального газа  = Cp / CV = 5/3):

p1V15/3 = p2V25/3

V2 = V1 . (p1/p2)3/5 = 12.2 . 23/5 = 18.5 л.

Конечную температуру находим по уравнению состояния идеального газа (p2 = 1 атм):

T2 = p2V2 / nR = 18.5 / 0.082 = 225 К.

б) При необратимом расширении против постоянного внешнего давления уравнение адиабаты неприменимо, поэтому надо воспользоваться первым законом термодинамики. Работа совершается за счет убыли внутренней энергии:

A = — U = nCV (T1-T2),

где n = 1, CV = 3/2 R (одноатомный идеальный газ). Работа расширения против постоянного внешнего давления p2 равна:

A = p2 (V2-V1) = nRT2 — p2V1.

Приравнивая последние два выражения, находим температуру T2:

T2 = (nCVT1 + p2V1) / (nCV + nR) = 238 К.

Температура выше, чем при обратимом расширении, т.к. в обратимом случае совершается бМльшая работа, расходуется больше внутренней энергии и температура понижается на большую величину.

Ответ. а) 225 К; б) 238 К.

Пример 4. Один моль водяных паров обратимо и изотермически сконденсировали в жидкость при 100 оС. Рассчитайте работу, теплоту, изменение внутренней энергии и энтальпии в этом процессе. Удельная теплота испарения воды при 100 оС равна 2260 Дж/г.

Решение. В процессе

h3O(г)  h3O(ж)

произошло обратимое сжатие газа при постоянном давлении p = 1 атм от объема V1 = nRT / p = 0.082. 373 = 30.6 л до объема одного моля жидкой воды V2 ~ 0.018 л. Работа сжатия при постоянном давлении равна:

A = p (V2-V1)  -pV1 = -101.3 кПа  30.6 л = -3100 Дж.

При испарении одного моля воды затрачивается теплота 2260 Дж/г  18 г = 40700 Дж, поэтому при конденсации одного моля воды эта теплота, напротив,

выделяется в окружающую среду:

Q = -40700 Дж.

Изменение внутренней энергии можно рассчитать по первому закону:

 U = Q — A = -40700 — (-3100) = -37600 Дж,

а изменение энтальпии — через изменение внутренней энергии:

 H =  U +  (pV) =  U + p V =  U + A = Q = -40700 Дж.

Изменение энтальпии равно теплоте, т.к. процесс происходит при постоянном давлении.

Ответ. A = -3100 Дж, Q =  H = -40700 Дж,  U = -37600 Дж.

ЗАДАЧИ

1. Газ, расширяясь от 10 до 16 л при постоянном давлении 101.3 кПа, поглощает 126 Дж теплоты. Определите изменение внутренней энергии газа.

2. Определите изменение внутренней энергии, количество теплоты и работу, совершаемую при обратимом изотермическом расширении азота от 0.5 до 4 м3 (начальные условия: температура 26.8оС, давление 93.2 кПа).

3. Один моль идеального газа, взятого при 25 oC и 100 атм, расширяется обратимо и изотермически до 5 атм. Рассчитайте работу, поглощенную теплоту,  U и  H.

4. Рассчитайте изменение энтальпии кислорода (идеальный газ) при изобарном расширении от 80 до 200 л при нормальном атмосферном давлении.

5. Какое количество теплоты необходимо для повышения температуры 16 г кислорода от 300 до 500 К при давлении 1 атм? Как при этом изменится внутренняя энергия?

6. Объясните, почему для любой термодинамической системы Cp > CV.

7. Чайник, содержащий 1 кг кипящей воды, нагревают до полного испарения при нормальном давлении. Определите A, Q,  U,  H для этого процесса. Мольная теплота испарения воды 40.6 кДж/моль.

8. Определите конечную температуру и работу, необходимую для адиабатического сжатия азота от 10 л до 1 л, если начальные температура и давление равны 26.8 оС и 101.3 кПа, соответственно.

9. Три моля идеального одноатомного газа (CV = 3.0 кал/(моль. К)), находящегося при T1 = 350 K и P1 = 5 атм, обратимо и адиабатически расширяются до давления P2 = 1 атм. Рассчитайте конечные температуру и объем, а также совершенную работу и изменение внутренней энергии и энтальпии в этом процессе.

10. Система содержит 0.5 моль идеального одноатомного газа (CV = 3.0 кал/(моль. К)) при P1 = 10 атм и V1 = 1 л. Газ расширяется обратимо и адиабатически до давления P2 = 1 атм. Рассчитайте начальную и конечную температуру, конечный объем, совершенную работу, а также изменение внутренней энергии и энтальпии в этом процессе. Рассчитайте эти величины для соответствующего изотермического процесса.

11. Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха в квартире общим объемом 600 м3 от 20 оС до 25 оС. Примите, что воздух — это идеальный двухатомный газ, а давление при исходной температуре нормальное. Найдите  U и  H для процесса нагревания воздуха.

12. Человеческий организм в среднем выделяет 104 кДж в день благодаря метаболическим процессам. Основной механизм потери этой энергии — испарение воды. Какую массу воды должен ежедневно испарять организм для поддержания постоянной температуры? Удельная теплота испарения воды — 2260 Дж/г. На сколько градусов повысилась бы температура тела, если бы организм был изолированной системой? Примите, что средняя масса человека — 65 кг, а теплоемкость равна теплоемкости жидкой воды.

13. Один моль паров брома обратимо и изотермически сконденсировали в жидкость при 59 оС. Рассчитайте работу, теплоту, изменение внутренней

энергии и энтальпии в этом процессе. Удельная теплота испарения брома при 59 оС равна 184.1 Дж/г.

14. Один моль идеального одноатомного газа вступает в следующий замкнутый цикл:

Процесс 1  2 — изотермический, 3  1 — адиабатический. Рассчитайте объемы состояний 2 и 3, а также температуры состояний 1, 2 и 3, считая стадии 1  2 и 3  1 обратимыми. Рассчитайте  Uи  H для каждой стадии.

15. Придумайте циклический процесс с идеальным газом, состоящий из четырех стадий. Изобразите этот процесс в координатах p — V. Рассчитайте полное изменение внутренней энергии, а также теплоту и совершенную газом работу.

16. Один моль фтороуглерода расширяется обратимо и адиабатически вдвое по объему, при этом температура падает от 298.15 до 248.44 К. Чему равно значение CV?

17. Докажите соотношение (2.16) для работы обратимого адиабатического процесса.

18. Один моль метана, взятый при 25 оС и 1 атм, нагрет при постоянном давлении до удвоения объема. Мольная теплоемкость метана дается выражением:

Cp = 5.34 + 0.0115. T кал/(моль. К).

Рассчитайте  U и  H для этого процесса. Метан можно считать идеальным газом.

19. Выведите уравнение для обратимого адиабатического сжатия неидеального газа, если уравнение состояния одного моля газа имеет вид:

p (V-b) = RT.

20*. Используя уравнение состояния и первый закон термодинамики, выведите уравнение адиабаты для газа Ван-дер-Ваальса.

ПРИМЕРЫ

Пример 1. Стандартные энтальпии образования жидкой и газообразной воды при 298 К равны -285.8 и -241.8 кДж/моль, соответственно. Рассчитайте энтальпию испарения воды при этой температуре.

Решение. Энтальпии образования соответствуют следующим реакциям:

h3(г) + ЅO2(г) = h3O(ж),  h20 = -285.8;

h3(г) + ЅO2(г) = h3O(г),  h30 = -241.8.

Вторую реакцию можно провести в две стадии: сначала сжечь водород с образованием жидкой воды по первой реакции, а затем испарить воду:

h3O(ж) = h3O(г),  H0исп = ?

Тогда, согласно закону Гесса,

 h20 +  H0исп =  h30,

откуда  H0исп = -241.8 — (-285.8) = 44.0 кДж/моль.

Ответ. 44.0 кДж/моль.

Пример 2. Рассчитайте энтальпию реакции

6C(г) + 6H(г) = C6H6(г)

а) по энтальпиям образования; б) по энергиям связи, в предположении, что двойные связи в молекуле C6H6 фиксированы.

Решение. а) Энтальпии образования (в кДж/моль) находим в справочнике (например, P.W.Atkins, Physical Chemistry, 5th edition, pp. C9-C15):  fH0(C6H6(г)) = 82.93,  fH0(C(г)) = 716.68,  fH0(H(г)) = 217.97. Энтальпия реакции равна:

 rH0 = 82.93 — 6 716.68 — 6 217.97 = -5525 кДж/моль.

б) В данной реакции химические связи не разрываются, а только образуются. В приближении фиксированных двойных связей молекула C6H6 содержит 6 связей C- H, 3 связи C- C и 3 связи C=C. Энергии связей (в кДж/моль) (P.W.Atkins, Physical Chemistry, 5th edition, p. C7): E(C- H) = 412, E(C- C) = 348, E(C=C) = 612. Энтальпия реакции равна:

 rH0 = -(6 412 + 3 348 + 3 612) = -5352 кДж/моль.

Разница с точным результатом -5525 кДж/моль обусловлена тем, что в молекуле бензола нет одинарных связей C- C и двойных связей C=C, а есть 6 ароматических связей C C.

Ответ. а) -5525 кДж/моль; б) -5352 кДж/моль.

Пример 3. Пользуясь справочными данными, рассчитайте энтальпию реакции

3Cu(тв) + 8HNO3(aq) = 3Cu(NO3)2(aq) + 2NO(г) + 4h3O(ж)

при 298 К.

Решение. Сокращенное ионное уравнение реакции имеет вид:

3Cu(тв) + 8H+(aq) + 2NO3-(aq) = 3Cu2+(aq) + 2NO(г) + 4h3O(ж).

По закону Гесса, энтальпия реакции равна:

 rH0 = 4 fH0(h3O(ж)) + 2 fH0(NO(г)) + 3 fH0(Cu2+(aq)) — 2 fH0(NO3-(aq))

(энтальпии образования меди и иона H+ равны, по определению, 0). Подставляя значения энтальпий образования (P.W.Atkins, Physical Chemistry, 5th edition, pp. C9-C15), находим:

 rH0 = 4 (-285.8) + 2 90.25 + 3 64.77 — 2 (-205.0) = -358.4 кДж

(в расчете на три моля меди).

Ответ. -358.4 кДж.

Пример 4. Рассчитайте энтальпию сгорания метана при 1000 К, если даны энтальпии образования при 298 К:  fH0(Ch5) = -17.9 ккал/моль,  fH0(CO2) = -94.1 ккал/моль,  fH0(h3O(г)) = -57.8 ккал/моль. Теплоемкости газов (в кал/(моль. К)) в интервале от 298 до 1000 К равны:

Cp(Ch5) = 3.422 + 0.0178. T, Cp(O2) = 6.095 + 0.0033. T,

Cp(CO2) = 6.396 + 0.0102. T, Cp(h3O(г)) = 7.188 + 0.0024. T.

Решение. Энтальпия реакции сгорания метана

Ch5(г) + 2O2(г) = CO2(г) + 2h3O(г)

при 298 К равна:

 = -94.1 + 2 (-57.8) — (-17.9) = -191.8 ккал/моль.

Найдем разность теплоемкостей как функцию температуры:

 Cp = Cp(CO2) + 2 Cp(h3O(г)) — Cp(Ch5) — 2 Cp(O2) =
= 5.16 — 0.0094T (кал/(моль. К)).

Энтальпию реакции при 1000 К рассчитаем по уравнению Кирхгофа:

 =  +  = -191800 + 5.16 
 (1000-298) — 0.0094 (10002-2982)/2 = -192500 кал/моль.

Ответ. -192.5 ккал/моль.

ЗАДАЧИ

1. Сколько тепла потребуется на перевод 500 г Al (т.пл. 658 оС,  H0пл = 92.4 кал/г), взятого при комнатной температуре, в расплавленное состояние, если Cp(Alтв) = 0.183 + 1.096 10-4T кал/(г К)?

2. Стандартная энтальпия реакции CaCO3(тв) = CaO(тв) + CO2(г), протекающей в открытом сосуде при температуре 1000 К, равна 169 кДж/моль. Чему равна теплота этой реакции, протекающей при той же температуре, но в закрытом сосуде?

3. Рассчитайте стандартную внутреннюю энергию образования жидкого бензола при 298 К, если стандартная энтальпия его образования равна 49.0 кДж/моль.

4. Рассчитайте энтальпию образования N2O5(г) при T = 298 К на основании следующих данных:

2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г),  h20 = -114.2 кДж/моль,

4NO2(г) + O2(г) = 2N2O5(г),  h30 = -110.2 кДж/моль,

N2(г) + O2(г) = 2NO(г),  h40 = 182.6 кДж/моль.

5. Энтальпии сгорания -глюкозы, -фруктозы и сахарозы при 25 оС равны -2802,
-2810 и -5644 кДж/моль, соответственно. Рассчитайте теплоту гидролиза сахарозы.

6. Определите энтальпию образования диборана B2H6(г) при T = 298 К из следующих данных:

B2H6(г) + 3O2(г) = B2O3(тв) + 3h3O(г),  h20 = -2035.6 кДж/моль,

2B(тв) + 3/2 O2(г) = B2O3(тв),  h30 = -1273.5 кДж/моль,

h3(г) + 1/2 O2(г) = h3O(г),  h40 = -241.8 кДж/моль.

7. Рассчитайте теплоту образования сульфата цинка из простых веществ при T = 298 К на основании следующих данных:

ZnS = Zn + S,  h20 = 200.5 кДж/моль,

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2,  h30 = -893.5 кДж,

2SO2 + O2 = 2SO3,  h40 = -198.2 кДж/моль,

ZnSO4 = ZnO + SO3,  h50 = 235.0 кДж/моль.

8. Найдите  rH0298 для реакции

Ch5 + Cl2 = Ch4Cl(г) + HCl(г),

если известны теплоты сгорания метана ( cH0(Ch5) = -890.6 кДж/моль), хлорметана ( cH0(Ch4Cl) = -689.8 кДж/моль), водорода ( cH0(h3) = -285.8 кДж/моль) и теплота образования HCl ( fH0(HCl) = -92.3 кДж/моль)).

9. Рассчитайте тепловой эффект реакции

Nh4 + 5/4 O2 = NO + 3/2 h3O(г)

при T = 298 K, если известны следующие данные:

h3O(г) = h3O(ж),  h20 = -44 кДж/моль,

1/2N2 + 3/2h3 = Nh4,  h30 = -46.2 кДж/моль,

h3 + 1/2O2 = h3O(ж),  h40 = -285.8 кДж/моль,

NO = 1/2N2 + 1/2O2,  h50 = -91.3 кДж/моль.

10. При взаимодействии 10 г металлического натрия с водой  rh398 = -79.91 кДж, а при взаимодействии 20 г оксида натрия с водой  rh398 = -76.76 кДж. Вода берется в большом избытке. Рассчитайте теплоту образования оксида натрия  fH0298(Na2O), если  fH0298(h3Oж) = -285.8 кДж/моль.

11. Энергия связи в молекуле h3 равна 432.1 кДж/моль, а энергия связи в молекуле N2 равна 945.3 кДж/моль. Какова энтальпия атомизации аммиака, если энтальпия образования аммиака равна -46.2 кДж/моль?

12. Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции нейтрализации

NaOH + HCl = NaCl + h3O,

протекающей в водном растворе при 298 К.

13. Рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции

CaSO4(тв) + Na2CO3(aq) = CaCO3(тв) + Na2SO4(aq)

при 298 К.

14. Напишите уравнение Кирхгофа для реакции, протекающей при постоянном объеме.

15. Зависимость теплового эффекта реакции Ch4OH(г) + 3/2O2 = CO2 + 2h3O(г) от температуры выражается уравнением:

 (Дж) =

Рассчитайте изменение теплоемкости  Cp для этой реакции при 500 К.

16. Стандартная энтальпия образования Al2O3(тв) при 298 К равна -1675 кДж/моль. Рассчитайте стандартную энтальпию образования Al2O3(тв) при 800 К, если даны мольные теплоемкости (в Дж/(моль. К)):

Cp(Al) = 20.67 + 12.39. 10-3T, Cp(O2) = 31.46 + 3.39. 10-3T — 3.77. 105T-2,

Cp(Al2O3) = 114.56 + 12.89. 10-3T — 34.31. 105T -2.

17. Энтальпия диссоциации карбоната кальция при 900 оС и давлении 1 атм равна 178 кДж/моль. Выведите уравнение зависимости энтальпии реакции от температуры и рассчитайте количество теплоты, поглощенное при разложении 1 кг карбоната кальция при 1000 оС и 1 атм, если даны мольные теплоемкости (в Дж/(моль. К)):

Cp(СaCO3(тв)) = 104.5 + 21.92. 10-3T — 25.94. 105T-2,

Cp(СaO(тв)) = 49.63 + 4.52. 10-3T — 6.95. 105T-2,

Cp(CO2(г)) = 44.14 + 9.04. 10-3T — 8.53. 105T-2

3.2.1 Условия выполнения

1. Время на выполнение: 60 мин.
2. Оборудование учебного кабинета:

• посадочные места по количеству обучающихся;
• рабочее место преподавателя;
• комплект учебно-наглядных пособий по предмету.
• мультимедийные и видеоматериалы;
• компьютер с лицензионным программным обеспечением;
• интерактивная доска;
• мультимедиапроектор.

3. Литература для обучающегося

Основные источники:

1. Бобкова Н.М., Физическая химия силикатных и тугоплавких соединений, — Минск: Высшая школа, 2014.
2. Клюковский Г.И., Физическая и коллоидная химия и химия кремния, — М : Высшая школа, 2011.
3. Гамеев О.С., Физическая и коллоидная химия,- М : Высшая школа, 2012.
4. Павлов П.В., Физика твёрдого тела, — М : Высшая школа, 2013.
5. Горшков B.C., Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений,-М: Высшая школа, 2013.
6. Балезин СИ., Основы физической и коллоидной химии,-М: Просвещение, 2012.
7. Савельев В.Г., Химия кремния и физическая химия силикатов,-М : издательство МХТИ им.Менделеева, 2014.

4. Требования охраны труда

К работам на персональном компьютере допускаются лица, прошедшие инструктаж по охране труда. Студенты при выполнении работ на ПК, обязаны строго соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения, а также отключающих устройств для снятия напряжения.

О каждом несчастном случае пострадавший обязан немедленно сообщить преподавателю, при неисправности ПК работу прекратить и сообщить  о неисправности преподавателю.

Лица, допустившие  невыполнение или нарушение инструкции по охране труда, привлекаются к дисциплинарной ответственности в соответствии с правилами внутреннего распорядка.

3.2.2 Перечень объектов контроля и оценки

Перечень объектов контроля и оценки представлен в таблице 3.

Таблица 3 — Перечень объектов контроля и оценки

3.2.3 Оценка образовательных достижений

Оценка выполнения самостоятельной работы 1 осуществляется по схеме:

• оценка «отлично» — правильно и точно выполнены все задания самостоятельной работы;
• оценка «хорошо» — правильно выполнены  все задания самостоятельной работы, но  с несущественными  замечаниями;
• оценка «удовлетворительно» — правильно выполнено одно задание самостоятельной работы;
• оценка «неудовлетворительно» — не выполнены задания самостоятельной работы.

В.В. Еремин, И.А. Успенская, С.И. Каргов, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин. Основы физической химии — PDF, страница 6

Размерность теплоемкости [Дж⋅К–1], мольной теплоемкости [Дж⋅моль–1⋅К–1]. Истинная и средняя мольные теплоемкости связаны между собой соотношениями:T21C m dT .C m = (lim C m ) T2 −T1 →0 , C m =T2 − T1 T∫(2.11)1Соотношение между Cp и CV можно вывести, например, с помощьюуравнения (2.7). Если разделить правую и левую части уравнения (2.7)на dT при p = const и учесть определение изобарной и изохорной теплоемкости, то получим:⎡⎛ ∂Q ⎞⎛ ∂U ⎞ ⎤ ⎛ ∂V ⎞Cp = ⎜⎟ ⎥⎜⎟ .⎟ = CV + ⎢ p + ⎜⎝ ∂V ⎠ T ⎦ ⎝ ∂T ⎠ p⎝ ∂T ⎠ p⎣(2.12)На основании опытов Джоуля было установлено, что при изотермическом расширении идеального газа его внутренняя энергия не зависитот объема, то есть⎛ ∂U ⎞⎜⎟ =0.⎝ ∂V ⎠ T(2.13)В изотермических процессах с участием идеального газа внутренняя энергия не изменяется, и работа расширения происходит только засчет поглощаемой теплоты.

Так как для идеального газаnR⎛ ∂V ⎞,⎜⎟ =p⎝ ∂T ⎠ p(2.14)⎡⎛ ∂U ⎞ ⎤ ⎛ ∂V ⎞C p = CV + ⎢ p + ⎜⎟ ⎥⎜⎟ = CV + nR⎝ ∂V ⎠ T ⎦ ⎝ ∂T ⎠ p⎣(2.15)тои для одного моля идеального газаC p,m = CV ,m + R .(2.16)Г л а в а 1. Основы химической термодинамики34Для конденсированной фазы второе слагаемое в выражении (2.12)обычно мало, поэтому(2.17)C p ≅ CV , C p,m ≅ CV ,m .Изохорная теплоемкость определяется через теплоту, переданнуюсистеме при постоянном объеме.

Так как при постоянном объемемеханическая работа не совершается, теплота равна изменению внутренней энергии δQV = dU = CVdT. При постоянном давлении теплотаравна изменению другой функции состояния, которую называют энтальпией:(2.18)δQp = dU + pdV = d (U + pV) = dH,где H = U + pV – энтальпия системы.Из последнего равенства следует, что изобарная теплоемкость Cpопределяет зависимость энтальпии от температуры.(2.19)⎛ ∂H ⎞Cp = ⎜⎟ .⎝ ∂T ⎠ pЗависимость теплоемкостиот давления или объемаДля определения вида зависимости изохорной теплоемкости некоторого вещества от объема необходимо найти производную CV по объему:(2.20)⎛ ∂ ⎛ ∂U ⎞ ⎞⎛ ∂ ⎛ ∂U ⎞ ⎞⎛ ∂CV ⎞⎜⎟ ⎟ =⎜⎜⎟ ⎟ .⎜⎟ =⎜⎝ ∂V ⎠ T ⎝ ∂V ⎝ ∂T ⎠ V ⎠ T ⎝ ∂T ⎝ ∂V ⎠ T ⎠ VАналогично, зависимость изобарной теплоемкости от давленияможно выразить через производную:(2.21)⎛ ∂ ⎛ ∂H ⎞ ⎞⎛ ∂ ⎛ ∂H ⎞ ⎞⎛ ∂C p ⎞⎜⎟ = ⎜⎜ ⎜⎜⎟ ⎟⎟ .⎟ ⎟⎟ = ⎜⎜⎝ ∂p ⎠ T ⎝ ∂p ⎝ ∂T ⎠ p ⎠ T ⎝ ∂T ⎝ ∂p ⎠ T ⎠ pВнутренняя энергия (энтальпия) идеального газа не зависит от объема (давления), поэтому(2.22)⎛ ∂C p⎛ ∂CV ⎞⎜⎟ = 0 и ⎜⎜⎝ ∂V ⎠ T⎝ ∂p⎞⎟⎟ = 0 ,⎠Tт.е.

теплоемкость идеального газа не зависит от V и p. Для реальных газов и конденсированной фазы эта зависимость становится заметнойтолько при очень больших давлениях.Г л а в а 1. Основы химической термодинамикиПРИМЕРЫПример 2-1. Рассчитайте изменение внутренней энергии гелия (одноатомный идеальный газ) при изобарном расширении от 5 до 10 л поддавлением 196 кПа.Решение. p1 = p2 = 196 кПа, V1 = 5 л, V2 = 10 л. Начальная и конечнаятемпературы: T1 = p1V1 / nR, T2 = p2V2 / nR. Изменение внутренней энергии идеального газа определяется только начальной и конечной температурами (CV = 3/2⋅nR – идеальный одноатомный газ):∆U = CV (T2 – T1) = 3/2 nR (T2 – T1) == 3/2 (p2V2 – p1V1) = 3/2 ⋅ (196⋅103) ⋅ (10 – 5)⋅10–3 = 1470 Дж.О т в е т . 1470 Дж.Пример 2-2.

Один моль ксенона, находящийся при 25 °С и 2 атм,расширяется адиабатически:а) обратимо до 1 атм,б) против давления 1 атм.Какой будет конечная температура в каждом случае?Решение. а) Исходный объем ксенона (n = 1):V1 = nRT1 / p1 = 0.082⋅298 / 2 = 12.2 л.Конечный объем можно найти из уравнения адиабаты (для одноатомного идеального газа γ = Cp / CV = 5/3):p1V15/3 = p2V25/3V2 = V1 ⋅ (p1/p2)3/5 = 12.2 ⋅ 23/5 = 18.5 л.Конечную температуру находим по уравнению состояния идеального газа (p2 = 1 атм):T2 = p2V2 / nR = 18.5 / 0.082 = 225 К.б) При необратимом расширении против постоянного внешнегодавления уравнение адиабаты неприменимо, поэтому надо воспользоваться первым законом термодинамики.

Работа совершается за счетубыли внутренней энергии:–W = –∆U = nCV (T1 – T2),где n = 1, CV = 3/2 R (одноатомный идеальный газ).Работа расширения против постоянного внешнего давления p2 равна:–W = p2 (V2 – V1) = nRT2 – p2V1.Приравнивая последние два выражения, находим температуру T2:T2 = (nCVT1 + p2V1) / (nCV + nR) = 238 К.3536Г л а в а 1. Основы химической термодинамикиТемпература выше, чем при обратимом расширении, т.к. в обратимом случае совершается бόльшая работа, расходуется больше внутренней энергии и температура понижается на бόльшую величину.О т в е т .

а) 225 К; б) 238 К.Пример 2-3. Один моль водяных паров обратимо и изотермическисконденсировали в жидкость при 100 °С. Рассчитайте работу, теплоту,изменение внутренней энергии и энтальпии в этом процессе. Удельнаятеплота испарения воды при 100 °С равна 2260 Дж⋅г–1.Решение. В процессеh3O(г) → h3O(ж)произошло обратимое сжатие газа при постоянном давлении p = 1 атмот объемаV1 = nRT / p = 0.082⋅373 = 30.6 лдо объема одного моля жидкой воды V2 ≈ 0.018 л. Работа сжатия припостоянном давлении равна:W = –p (V2 – V1) ≈ pV1 = 101.3 кПа ⋅ 30.6 л = 3100 Дж.При испарении одного моля воды затрачивается теплота2260 Дж⋅г–1 ⋅ 18 г = 40700 Дж,поэтому при конденсации одного моля воды эта теплота, напротив, выделяется в окружающую среду:Q = –40700 Дж.Изменение внутренней энергии можно рассчитать по первому закону:∆U = Q + W = –40700 + 3100 = –37600 Дж,а изменение энтальпии – через изменение внутренней энергии:∆H = ∆U + ∆(pV) = ∆U + p∆V = ∆U – W = Q = –40700 Дж.Изменение энтальпии равно теплоте, т.к.

процесс происходит припостоянном давлении.О т в е т . W = 3100 Дж, Q = ∆H = –40700 Дж, ∆U = –37600 Дж.ЗАДАЧИ2-1. Газ, расширяясь от 10 до 16 л при постоянном давлении 101.3 кПа,поглощает 126 Дж теплоты. Определите изменение внутренней энергиигаза.Г л а в а 1. Основы химической термодинамики2-2. Определите изменение внутренней энергии, количество теплоты иработу, совершаемую при обратимом изотермическом расширении азота от 0.5 до 4 м3 (начальные условия: температура 26.8 °С, давление93.2 кПа).2-3.

Один моль идеального газа, взятого при 25 °C и 100 атм, расширяется обратимо и изотермически до 5 атм. Рассчитайте работу, поглощенную теплоту, ∆U и ∆H.2-4. Рассчитайте изменение энтальпии кислорода (идеальный газ) приизобарном расширении от 80 до 200 л при нормальном атмосферномдавлении.2-5. Какое количество теплоты необходимо для повышения температуры 16 г кислорода от 300 до 500 К при давлении 1 атм? Как при этомизменится внутренняя энергия?2-6. Объясните, почему для любой термодинамической системы Cp > CV.2-7.

Чайник, содержащий 1 кг кипящей воды, нагревают до полного испарения при нормальном давлении. Определите W, Q, ∆U, ∆H для этогопроцесса. Мольная теплота испарения воды 40.6 кДж⋅моль–1.2-8. Определите конечную температуру и работу, необходимую дляадиабатического сжатия азота от 10 л до 1 л, если начальные температура и давление равны 26.8 °С и 101.3 кПа, соответственно.2-9. Три моля идеального одноатомного газа (CV = 3.0 кал⋅моль–1⋅К–1),находящегося при T1 = 350 K и p1 = 5 атм, обратимо и адиабатическирасширяются до давления p2 = 1 атм.

Рассчитайте конечные температуру и объем, а также совершенную работу и изменение внутренней энергии и энтальпии в этом процессе.2-10. Система содержит 0.5 моль идеального одноатомного газа(CV = 3.0 кал⋅моль–1⋅К–1) при p1 = 10 атм и V1 = 1 л. Газ расширяетсяобратимо и адиабатически до давления p2 = 1 атм. Рассчитайте начальную и конечную температуры, конечный объем, совершеннуюработу, а также изменение внутренней энергии и энтальпии в этомпроцессе. Рассчитайте эти величины для соответствующего изотермического процесса.2-11.

Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагреваниявоздуха в квартире общим объемом 600 м3 от 20 °С до 25 °С. Примите,что воздух – это идеальный двухатомный газ (CV,m = 5/2 R), а давлениепри исходной температуре нормальное. Найдите ∆U и ∆H для процессанагревания воздуха.2-12. Человеческий организм в среднем выделяет 104 кДж в день благодаря метаболическим процессам. Основной механизм потери этой энер-37Г л а в а 1.

Основы химической термодинамики38гии – испарение воды. Какую массу воды должен ежедневно испарятьорганизм для поддержания постоянной температуры? Удельная теплотаиспарения воды равна 2260 Дж⋅г–1. На сколько градусов повысилась бытемпература тела, если бы организм был изолированной системой?Примите, что средняя масса человека составляет 65 кг, а теплоемкостьравна теплоемкости жидкой воды.2-13. Один моль паров брома обратимо и изотермически сконденсировали в жидкость при 59 °С.

Рассчитайте работу, теплоту, изменениевнутренней энергии и энтальпии в этом процессе. Удельная теплота испарения брома при 59 °С равна 184.1 Дж⋅г–1.1Давление / атм21322.4Объем / л22-14. Один моль идеальногоодноатомного газа вступает вследующий замкнутый цикл:Процесс 1 → 2 – изотермический, 3 → 1 – адиабатический. Рассчитайте объемысистемы в состояниях 2 и 3, атакже температуры состояний 1, 2 и 3, считая стадии1 → 2 и 3 → 1 обратимыми.Рассчитайте ∆U и ∆H для каждой стадии.2-15. Придумайте циклический процесс с идеальным газом, состоящийиз четырех стадий.

Чайники — Справочник химика 21

    Чайник, содержащий 1 кг кипящей воды, нагревают до полного испарения при нормальном давлении. Определите А, АУ, АН для этого процесса. Мольная теплота испарения воды 40.6 кДж моль .  [c.26]

    Р Соберите дома коллекцию материалов, которые, по вашему предположению, состоят из карбоната кальция, и, пользуясь уксусом (раствор уксусной кислоты в воде), проверьте на опыте правильность вашего предположения. Включите в коллекцию зубной порошок, скорлупу куриного яйца, кусочек накипи из чайника или самовара. [c.137]

    В течение, по-видимому, нескольких столетий местное население нефтеносных районов мира пользовалось нефтью лишь как лечебным средством. Такие лечебные сорта нефти известны и до сих пор, например в Закавказье (г. Нафталан). Кроме того, нефть применяли в качестве осветительного средства, наливая ее в особые глиняные сосуды, напоминавшие по форме чайник нефтяные газы, выделявшиеся из земли, служили в Иране и нашем Закавказье предметом культа ( вечные огни ). Нефть добывалась в то время из неглубоких колодцев ручным способом. [c.11]

    Осаждение олова применяется в гальванотехнике значительно реже, чем другие виды покрытий. Стойкость олова при воздействии органических кислот и безвредность его соединений для человеческого организма позволяют применять оловянные покрытия в пищевой промышленности. Лужение используется и в некоторых областях электротехники. В основном его применяют в следующих специальных случаях изготовление белой жести (луженое железо) для консервной тары защита от коррозии хозяйственных предметов, предназначенных для изготовления и хранения пищевых продуктов (котлов для варки пищи, молочных бидонов, чайников, мясорубок и др.) покрытие деталей приборов и электрических контактов для последующей пайки защита медных проводов от действия на них серы в процессе вулканизации герметизация свинчиваемых резьбовых соединений. [c.201]

    Множество отходов образуется в быту. После того как вы развернули жевательную резинку, фольга, в которую она завернута, попадает в мусорное ведро. Некоторые предметы становятся отходами просто потому, что они нам надоели. Другие, например старый чайник, выбрасывают, когда купить новый становится дешевле, чем ремонтировать старый. Но если мы что-либо выбросили, это не значит, что мы совсем избавились от этой вещи. На [c.110]

    Жесткая вода непригодна для использования в паровых котлах растворенные в ней соли при кипячении образуют на стенках котлов слой накипи, который плохо проводит теплоту. Это приводит к перерасходу топлива, к преждевременному износу котлов, а иногда, в результате перегрева котлов, и к аварии. Так же образуется и накипь в чайниках. Жесткость воды вредна для металлических конструкций, трубопроводов, кожухов охлаждаемых машин. [c.178]

    В ряду напряжений алюминий близок к щелочным и щелочноземельным металлам (см. стр. 126) и должен проявлять себя как химически активный металл. Не противоречит ли этому повседневный опыт Ведь в алюминиевых чайниках и кастрюлях изо дня в день кипятят воду и варят пищу без видимых изменений посуды. Создается впечатление, что ни кислород, ни вода, даже при температуре ее кипения, на алюминий не действуют. [c.142]

    В машиностроении, учитывая коррозионную устойчивость алюминия, из него изготовляют детали аппаратов и тару для азотной кислоты. Корпуса автобусов, троллейбусов, цельнометаллических вагонов делаются из алюминия и его сплавов. В пищевой промышленности из алюминия изготовляют упаковку, посуду. Для туриста лучший чайник алюминиевый, в нем быстрее закипает вода. [c.186]

    Гипс немного растворим в воде. С повышением температуры свыше 60°С растворимость гипса не возрастает, а уменьшается. Поэтому в чайниках возможно осаждение гипса в виде накипи. [c.135]

    Почему внутри чайника образуется накипь (Запишите соответствующее уравнение.) [c.287]

    Резиновый пузырь для льда Поильник или небольшой чайник Настойка иода [c.437]

    В набор медицинских средств для сумок первой помощи не входят поильник или чайник (поз. 8), борная кислота (поз. И) и растворы питьевой соды и уксусной кислоты (поз. 15 и 16). [c.438]

    Инородные тела, попавшие в глаз, лучше всего удалять промыванием струей раствора борной кислоты или чистой водой. Промывание можно производить из чайника, с ватки или марли, положив пострадавшего на здоровую сторону и направляя струю от наружного угла глаза (от виска) к внутреннему (к носу). Тереть глаз не следует. [c.453]

    Изменение наклона ц имеет и другой смысл. Теплоемкость Ср— это градиент Я по отношению к температуре. Если Я изменяется с разрывом при температуре перехода, то ее градиент в этой точке должен быть бесконечно большим (Н должна увеличиться на определенную величину в бесконечно малом интервале температуры, рис. 7.11,а). Физическая причина этого состояния в том, что добавление теплоты к системе при температуре перехода используется на осуществление перехода, а не на повышение температуры системы (папример, вода, кипящая в чайнике). Отсюда следует, что переход первого порядка характеризуется бесконечно большой теплоемкостью в точке перехода. [c.208]

    Невидимый перегрев. Гораздо более неприятен перегрев двигателя, наступающий, когда по всем внешним признакам система охлаждения находится в полном порядке. Это бывает при накоплении ржавчины и отложений накипи в рубашках двигателя. Во многих районах встречается жесткая вода, которая выделяет накипь при нагревании, подобно тому как она образуется в чайниках. Даже самая чистая вода вызывает ржавление незащищенной поверхности рубашки двигателя, в результате чего внутри системы охлаждения двигателя могут образоваться прочно пристающие отложения ржавчины и накипи. Особенно такое явление наблюдается в тех районах, где вода неблагоприятна. Типичные условия образования накипи на поверхности рубашки двигателя показаны на рис. 133. Отложения накипи образуют изолирующий слой, мешающий передаче тепла от горячих стенок мотора к охлаждающей жидкости. К сожалению, больше всего накипь отлагается на наиболее нагретых поверхностях, которые в свою, очередь нуждаются в наибольшем охлаждении. Отложения между цилиндрами, вокруг головок клапанов и направляющих втулок и в тесных каналах рубашки могут легко привести к местным пе- [c.460]

    Вопрос. Как снять накипь в чайнике, если известно, что в состав ее входят карбонаты кальция и магния  [c.32]

    Если в жесткой воде присутствуют кислые карбонаг-ионы (бикарбонат-ионы НСОч»), то ее кипячение приводит к образованию твердого карбоната кальция (С аС Оз). В результате вода становится мягче. Твердый карбонат кальция, однако, образует накипь внутри домашних чайников и водонагревателей. Такая, похожая на камень накипь (по составу близкая к мрамору или известняку) действует как теплоизолятор. В результате поток тепла к воде уменьшается и для нагрева воды до требуемой температуры понадобится больше тепла. Отложения такого же состава образуются и в водопроводных трубах. Именно поэтому в старых домах может быть значительно затруднен ток воды. [c.86]

    Хлорид натрия через загрузочную трубу из дозатора непрерывно поступает в муфель. Туда же по трубе из дозатора поступает серная кислота ыа распределптель кислоты гусек , который укреплен на головке вала и вращается вместе с ним. Гусек имеет форму чайника, через носпк которого кислота сливается на хлорид натрия в муфеле. [c.70]

    При неизменных Р и Т в системе может происходить только изменение масс сосуществующих фаз. Или иначе — произвольно изменить условия состояния равновесной системы можно только после исчезновения одной из фаз. Например, воду в чайнике можно нагреть при давлении в 101 кПа (под атмосферным давлением воздуха) от комнатной температуры, при которой давление пара около 2 кПа, до 100 °С (рис. 4.5). При этой температуре давление водяного пара, сосуществующего с жидкостью, достигнет давления, равного атмосферному, т. е. 101 кПа. Далее вся подводимая теплота будет тратиться на увеличение массы пара, а Р и Т в двухфазной системе внутри чайника будут оставаться неизменными. Температуру пара внутри чайника можно повысить (и испортить чайник ) только после исчезновения жидкой воды и выхода в однофазную область пара. [c.73]

    Алюминиевая ложка, чайник из нержавеющей стали, железные гвозди… Предметы из разных металлов привычны и ничем, кажется, не примечательны. [c.306]

    Самое утомительное — высушивание таблеток при комнатной температуре на воздухе оно продолжается слишком долго. Можно поставить блюдце на кипящий чайник, избегая попадания водяного пара на [c.322]

    Можно ли потушить загоревшийся бензин водой Давайте попробуем. В фарфоровую чашку нальем 15 мл бензина. Поставим чашку на кирпич, асбестированную сетку или железный лист и с помощью длинной лучинки подожжем бензин. Попробуем потушить пожар, наливая в чашку воду (из стеклянного стакана или из металлического чайника). [c.348]

    Отметим, что в невесомости термомагнитная конвекция может заменить обычную гравитационную конвекцию. Последняя обеспечивает на земле привычное течение множества процессов без дополнительных затрат энергии — от кипения воды в чайнике до глобальных атмосферных процессов. [c.765]

    В. В. Марковникову обратились из интендантства с просьбой объяснить, что происходит с лужеными чайниками, которыми снабжали русскую армию. Чайник, который принесли в лабораторию в качестве наглядного примера, был покрыт серыми пятнами и наростами, которые осыпались даже при легком постукивании рукой. Анализ показал, что и пыль, и наросты состояли только из олова, без каких бы то ни было примесей. [c.48]

    Результат превраш ения белого олова в серое иногда называют оловянной чумой . Пятна и наросты на армейских чайниках, вагоны с оловянной пылью, швы, ставшие проницаемыми для жидкости,— следствия этой болезни . [c.49]

    Принцип косвенного нагрева по методу сопротивления широко используется также в бытовых нагревательных приборах — плитках, утюгах, чайниках и т. д. [c.54]

    Кипячение воды. Воду прокипятите в эмалированном чайнике или кастрюле. Кипячение убивает микроорганизмы, и одновременно с паром из воды уходит практически вся летучая хлорорганика (последствия дезинфекции воды хлором). Однако следует помнить, что некоторые микробы и вирусы выживают в кипящей воде минута и даже часы и что летучей хлорорганике нужно куда-то испаряться, а не задерживаться крышкой. Поэтому кипятите воду в сосуде без крышки и не менее 5—7 мин. Существует мнение, что кипячение сокращает объем воды, и в результате сильно повышается концентрация тяжелых металлов. Это нелепость за пять-семь минут не выкипит даже десятая часть первоначального объема. [c.95]

    Твердый СаСОз покрывает поверхность водонагревательных систем и внутренние стенки чайников, что снижает их нагревательную способность. Особенно много накипи откладывается па стенках бойлеров, где вода нагревается под давлением в трубках, обвивающих печь. Образование накипи снижает эффективность теплопередачи и может привести к плавлению трубок. [c.159]

    Вы хотите вскипятить воду в большом чайнике, содержаш,ем 2,00 кг НгО при 20 °С. Сколько природного газа (метана) потребуется для этого при условии, что теплота не теряется Удельная теплоемкость воды 4,18 Дж-г -К ДЯ г (СН4) = —890 кДжХ X моль  [c.221]

    Однако его поверхность покрывается плотной пленкой оксида АЬОз, которая защищает металл от воздействия воды и кислорода. По этой причине вода в алюминиевом чайнике при нагревании кипит, но не действует на металл и потому чайник служит довольно долгое время. Однако в воздухе часто содержатся оксиды серы, азота, углерода и другие, а в воде — растворенные газы и соли. Поэтому процесс коррозии и его продукты часто не столь простые. Например, бронзовые статуи, корродируя, покрываются слоем зеленой патины, состав которой отвечает основному сульфату меди (И) (Си0Н)2504. Следует отметить, что по недоразумению патину долго считали основным карбонатом меди(П).. [c.135]

    Существует множество разнообразных физических и химических превращений. Железо превращается в ржавчину, краска шелушится или крошится, мыло растворяется в воде и образует пену, вода замерзает зимой, превращаясь в лед, который тает весной и снова превращается в воду в чайнике вода кипит. Кислоты нейтрализуются щелочами сахар подвергается фермента-тлвному брожению, способствуя получению хлеба или вина растения взаимодействуют с пи- [c.20]

    Надолго ли А вдруг вся эта чернота или ее половина сольется в чайник Или хлынет в посуду нечтх) невидимое, но весьма опасное  [c.160]

    Известно, что карбонат железа(П) можно получать по обменной реакции солей железа(П) с растворимыми карбонатами. Но если вести процесс, не приняв некоторых мер предосторожности, вместо белого осадка РеСОд получится красно-бурый. Накипь внутри чайника должна быть белой, ведь она образуется при термическом разложении гидрокарбоната [c.33]

    Можно ли потушить загоревшийся бензин водой Давайте попробу ем В фарфоровую чашку нальем 15 мл бензина Поставим чашку на кирпич, асбестированную сетку или железный лист и с помощью длин ной лучинки подожжем бензин Попробуем потушить пожар, наливая в чашку воду (из стеклянного стакана или из металлического чайника) Бензин всплывает на воде и продолжает гореть еще интенсивнее, по скольку увеличивается поверхность его соприкосновения с воздухом Вот почему тушить загоревшийся бензин рекомендуют песком, асбестовой кошмой или углекислотным огнетушителем (но не водой) [c.348]

    Пеовая доврачебная помощь. При отравлении парами аммиака необходимо немедленно вынести пострадавшего из зараженной атмосферы на свежий воздух и произвести искусственное дыхание, если оно прекратилось. Следует также по возможности сменить одежду на пострадавшем, обеспечить покой и тепло и произвести ингаляцию теплыми парами 2% -ного раствора лимонной кислоты (из чайника через бумажную трубку). [c.254]

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Чайник

Cтраница 2

Чайник и носик чайника представляют собой сообщающиеся сосуды: вода стоит в них на одинаковом уровне. Значит, носик чайника должен доходить до той же высоты, что и верхняя кромка самого сосуда: иначе чайник нельзя будет налить доверху.
 [16]

Чайник и носик чайника представляют собой сообщающиеся сосуды: вода стоит в них на одинаковом уровне.
 [18]

Чайник, содержащий 1 кг кипящей воды, нагревают до полного испарения при нормальном давлении.
 [19]

Металлический чайник с водой стоит на газовой плите. Почему вода в чайнике нагревается.
 [20]

Чайник воды, поставленный на керосинку, закипит через час. На газовой горелке он вскипит в 10 мин. Работа совершена одна и та же.
 [21]

Чайник воды, поставленный на керосинку, закипит через час.
 [22]

Узконосый чайник, о В кресле сидел пожилой — брюнет с сединой, в светло-серой визитке и зкел — тых узконосых башмаках.
 [23]

Когда чайник с кипящей водой стоит на газовой горелке, то над ним почти не видно пара. Но стоит только выключить горелку, как на некоторое время пар становится видимым.
 [24]

Когда чайник создает большее излучение: когда и нем кипяток или когда в нем вода комнатной температуры.
 [25]

Выпускаются чайники с двойным дном ( рис. 34), в котором помещается нагревательный элемент пластинчатого типа. Снизу элемент покрыт миканитовой пластинкой и при помощи металлического диска с винтом прижат к внутреннему дну чайника, что улучшает условия теплопередачи. Концы нагревательного элемента присоединены к контактным штифтам, укрепленным в нижней части корпуса. На поддоне чайника укреплены три опорные ножки из теплоизоляционного материала.
 [26]

Когда чайник создает большее излучение: когда в нем кипяток или когда в нем вода комнатной температуры.
 [27]

Когда чайник создает большее излучение когда в нем кипяток или когда в нем вода комнатной температуры.
 [28]

Когда чайник создает большее излучение: когда в нем кипяток или когда в нем вода комнатной температуры.
 [29]

Каждый чайник может быть превращен в гидроэлектризатор. Есть экспериментальные доказательства того, что при кипении воды и при испарении ее образуется большое число тяжелых водяных частиц отрицательной полярности.
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Изменение фазы и скрытое тепло

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Проверить теплопередачу.
• Рассчитайте конечную температуру по теплопередаче.

До сих пор мы обсуждали изменение температуры из-за теплопередачи. Если лед тает и становится жидкой водой (т. Е. Во время фазового перехода), изменение температуры не происходит из-за теплопередачи. Например, представьте себе воду, капающую с тающих сосулек на крыше, нагретой солнцем.И наоборот, вода замерзает в лотке для льда, охлаждаемом более низкотемпературной средой.

Рис. 1. Тепло от воздуха передается льду, заставляя его таять. (кредит: Майк Брэнд)

Энергия требуется, чтобы расплавить твердое тело, потому что когезионные связи между молекулами в твердом теле должны быть разорваны так, чтобы в жидкости молекулы могли перемещаться со сравнимыми кинетическими энергиями; таким образом, нет повышения температуры. Точно так же энергия необходима для испарения жидкости, потому что молекулы в жидкости взаимодействуют друг с другом посредством сил притяжения.Пока фазовый переход не завершен, изменение температуры не происходит. Температура стакана содовой первоначально составляет 0ºC, но остается на уровне 0ºC до тех пор, пока весь лед не растает. И наоборот, при замерзании и конденсации выделяется энергия, обычно в виде тепловой энергии. Когда молекулы сближаются, работа совершается за счет сил сцепления. Соответствующая энергия должна выделяться (рассеиваться), чтобы они оставались вместе. Рис. 2.

Энергия, участвующая в фазовом переходе, зависит от двух основных факторов: количества и прочности связей или пар сил.Количество связей пропорционально количеству молекул и, следовательно, массе образца. Сила сил зависит от типа молекул. Тепло Q , необходимое для изменения фазы образца массой м , равно

.

Q = мл _f (плавление / замораживание,

Q = мл _v (испарение / конденсация),

, где скрытая теплота плавления L _f и скрытая теплота парообразования L _v являются материальными константами, которые определяются экспериментально.См. (Таблица 1).

Рис. 2. (a) Энергия требуется для частичного преодоления сил притяжения между молекулами в твердом теле с образованием жидкости. Эту же энергию необходимо удалить, чтобы произошло замораживание. (б) Молекулы разделяются на большие расстояния при переходе от жидкости к пару, что требует значительной энергии для преодоления молекулярного притяжения. Та же самая энергия должна быть удалена, чтобы произошла конденсация. Пока фазовый переход не завершен, изменение температуры не происходит.

Скрытая теплота измеряется в Дж / кг.И L _f , и L _v зависят от вещества, в частности, от силы его молекулярных сил, как отмечалось ранее. L _f и L _v вместе называются коэффициентами скрытой теплоты . Они являются скрытыми, или скрытыми, потому что при фазовых изменениях энергия входит или выходит из системы, не вызывая изменения температуры в системе; так что, по сути, энергия скрыта. В таблице 1 приведены типичные значения L _f и L _v , а также точки плавления и кипения.

Из таблицы видно, что в фазовые переходы вовлечено значительное количество энергии. Давайте посмотрим, например, сколько энергии нужно, чтобы растопить килограмм льда при 0ºC, чтобы произвести килограмм воды при 0 ° C. Используя уравнение для изменения температуры и значение для воды из Таблицы 1 , находим, что Q = мл _f = (1,0 кг) (334 кДж / кг) = 334 кДж — это энергия, необходимая для плавления килограмма льда. Это много энергии, поскольку оно представляет собой то же количество энергии, которое необходимо для повышения температуры 1 кг жидкой воды с 0 ° C до 79.8ºC. Еще больше энергии требуется для испарения воды; потребуется 2256 кДж, чтобы превратить 1 кг жидкой воды при нормальной температуре кипения (100 ° C при атмосферном давлении) в пар (водяной пар). Этот пример показывает, что энергия для изменения фазы огромна по сравнению с энергией, связанной с изменениями температуры без изменения фазы.

Фазовые изменения могут иметь огромный стабилизирующий эффект даже при температурах, не близких к точкам плавления и кипения, поскольку испарение и конденсация (преобразование газа в жидкое состояние) происходят даже при температурах ниже точки кипения.Возьмем, к примеру, тот факт, что температура воздуха во влажном климате редко поднимается выше 35,0 ° C, потому что большая часть теплопередачи идет на испарение воды в воздух. Точно так же температура во влажную погоду редко опускается ниже точки росы, потому что при конденсации водяного пара выделяется огромное количество тепла.

Мы исследуем эффекты фазового перехода более точно, рассматривая добавление тепла к образцу льда при -20ºC (рис. 3). Температура льда линейно повышается, поглощая тепло с постоянной скоростью 0.50 кал / г⋅ºC, пока не достигнет 0ºC. При достижении этой температуры лед начинает таять, пока не растает весь лед, поглощая 79,8 кал / г тепла. Во время этого фазового перехода температура остается постоянной на уровне 0ºC. Как только лед растает, температура жидкой воды повышается, поглощая тепло с новой постоянной скоростью 1,00 кал / г⋅ºC. При 100ºC вода начинает закипать, и температура снова остается постоянной, в то время как вода поглощает 539 кал / г тепла во время этого фазового перехода. Когда вся жидкость превратилась в пар, температура снова повышается, поглощая тепло со скоростью 0.482 кал / г⋅ºC.

Рис. 3. График зависимости температуры от добавленной энергии. Система сконструирована таким образом, что пар не испаряется, пока лед нагревается, превращаясь в жидкую воду, и поэтому, когда происходит испарение, пар остается в системе. Длинные участки с постоянными значениями температуры при 0ºC и 100ºC отражают большую скрытую теплоту плавления и испарения соответственно.

Вода может испаряться при температуре ниже точки кипения. Требуется больше энергии, чем при температуре кипения, потому что кинетическая энергия молекул воды при температурах ниже 100ºC меньше, чем при 100ºC, следовательно, меньше энергии доступно от случайных тепловых движений.Возьмем, к примеру, тот факт, что при температуре тела пот с кожи требует подводимого тепла в размере 2428 кДж / кг, что примерно на 10 процентов выше, чем скрытая теплота испарения при 100 ° C. Это тепло исходит от кожи и, таким образом, обеспечивает эффективный механизм охлаждения в жаркую погоду. Высокая влажность препятствует испарению, поэтому температура тела может повыситься, и на лбу останется неиспарившийся пот.

Пример 1. Расчет конечной температуры по фазовому переходу: охлаждение соды кубиками льда

Три кубика льда используются для охлаждения соды при 20ºC с массой м _соды = 0.25 кг. Лед имеет температуру 0ºC, и каждый кубик льда имеет массу 6,0 г. Предположим, что сода хранится в контейнере с пеной, чтобы не учитывать потери тепла. Предположим, что сода имеет такую ​​же теплоемкость, что и вода. Определите конечную температуру, когда весь лед растает.

Стратегия

Кубики льда имеют температуру плавления 0ºC. Тепло передается от соды льду для таяния. Таяние льда происходит в два этапа: сначала происходит фазовый переход, и твердое тело (лед) превращается в жидкую воду при температуре плавления, затем температура этой воды повышается.При плавлении образуется вода при 0ºC, поэтому больше тепла передается от соды к этой воде, пока система вода плюс сода не достигнет теплового равновесия, Q _лед = — Q _соды .

Тепло, передаваемое льду

Q _лед = м _лед L _f + м _лед c _W ( T _f −0ºC).

Тепло, выделяемое содой: Q _соды = м _соды c _Вт ( T _f −20ºC). Поскольку тепло не теряется, Q _лед = — Q _соды , так что

м _лед L _f + м _лед c _W ( T _f −0ºC) = — m _{содовая} c _W ( T _f −20ºC).{\ circ} \ text {C} \ right) -m _ {\ text {ice}} L _ {\ text {f}}} {\ left (m _ {\ text {soda}} + m _ {\ text {ice} } \ right) c _ {\ text {W}}} \\ [/ latex]

Решение

1. Укажите известные количества. Масса льда м _льда = 3 × 6,0 г = 0,018 кг и масса соды м _соды = 0,25 кг.
2. Вычислите члены в числителе: м _соды c _Вт (20ºC) = (0,25 кг) (4186 Дж / кг ⋅ ºC) (20ºC) = 20,930 Дж и м _лед L _f = (0.{\ circ} \ text {C} \\ [/ latex]

Обсуждение

Этот пример иллюстрирует огромную энергию, задействованную во время фазового перехода. Масса льда составляет около 7 процентов массы воды, но это приводит к заметному изменению температуры соды. Хотя мы предполагали, что лед был при температуре замерзания, это неверно: типичная температура составляет –6ºC. Однако эта поправка дает конечную температуру, которая практически идентична найденному нами результату. Вы можете объяснить почему?

Рисунок 4.Конденсация на стакане холодного чая. (кредит: Дженни Даунинг)

Мы видели, что испарение требует передачи тепла жидкости из окружающей среды, так что энергия выделяется окружающей средой. Конденсация — это обратный процесс, повышающий температуру окружающей среды. Это увеличение может показаться удивительным, поскольку мы связываем конденсацию с холодными объектами — например, со стеклом на рисунке. Однако для конденсации пара необходимо отводить энергию от конденсирующихся молекул.Энергия точно такая же, как и энергия, необходимая для изменения фазы в другом направлении, от жидкости к пару, и поэтому ее можно рассчитать из Q = мл _v .

Конденсация образуется на Рисунке 4, потому что температура окружающего воздуха снижается до уровня ниже точки росы. Воздух не может удерживать столько воды, сколько при комнатной температуре, поэтому вода конденсируется. Энергия высвобождается, когда вода конденсируется, ускоряя таяние льда в стекле.

Реальное приложение

Энергия также выделяется при замерзании жидкости. Это явление используют садоводы во Флориде для защиты апельсинов при температуре, близкой к точке замерзания (0ºC). Производители распыляют воду на растения в садах, чтобы вода замерзла и тепло передавалось апельсинам, растущим на деревьях. Это предотвратит падение температуры внутри апельсина ниже нуля, что могло бы повредить плод.

Рисунок 14.11. Лед на этих деревьях выделял большое количество энергии при замерзании, помогая предотвратить падение температуры деревьев ниже 0ºC.Фруктовые сады намеренно распыляют водой, чтобы предотвратить сильные морозы. (Кредит: Герман Хаммер)

Сублимация — это переход из твердой фазы в паровую. Вы могли заметить, что снег может раствориться в воздухе без следов жидкой воды или исчезновения кубиков льда в морозильной камере. Верно и обратное: на очень холодных окнах может образовываться иней, не проходя через жидкую фазу. Популярным эффектом является создание «дыма» из сухого льда, который представляет собой твердый углекислый газ.Сублимация происходит потому, что равновесное давление пара твердых тел не равно нулю. Некоторые освежители воздуха используют сублимацию твердого вещества, чтобы наполнять комнату парфюмом. Шарики моли являются слегка токсичным примером фенола (органического соединения), который сублимируется, в то время как некоторые твердые вещества, такие как четырехокись осмия, настолько токсичны, что их необходимо хранить в герметичных контейнерах, чтобы предотвратить воздействие на человека их паров, образующихся при сублимации.

Рис. 5. Прямые переходы между твердым телом и паром обычны, иногда полезны и даже красивы.(а) Сухой лед сублимируется непосредственно до углекислого газа. Видимый пар состоит из капель воды. (кредит: Винделл Оскей) (б) Мороз образует узоры на очень холодном окне, пример твердого тела, образованного непосредственно из пара. (кредит: Лиз Вест)

Все фазовые переходы связаны с теплом. В случае прямых переходов твердое тело-пар требуемая энергия определяется уравнением Q = мл _с , где L _с — это теплота сублимации , которая является энергией, необходимой для изменить 1.00 кг вещества из твердой фазы в паровую. L _s аналогичен L _f и L _v , и его значение зависит от вещества. Сублимация требует ввода энергии, поэтому сухой лед является эффективным хладагентом, тогда как обратный процесс (т. Е. Обледенение) высвобождает энергию. Количество энергии, необходимое для сублимации, того же порядка величины, что и для других фазовых переходов.

Материал, представленный в этом и предыдущем разделе, позволяет нам рассчитать любое количество эффектов, связанных с температурой и фазовым переходом.В каждом случае необходимо определить, какие температурные и фазовые изменения имеют место, а затем применить соответствующее уравнение. Имейте в виду, что теплопередача и работа могут вызывать как температурные, так и фазовые изменения.

Стратегии решения проблем с эффектами теплопередачи

1. Изучите ситуацию, чтобы определить, есть ли изменение температуры или фазы. Есть ли передача тепла в систему или из нее? Когда наличие или отсутствие фазового перехода неочевидно, вы можете сначала решить проблему, как если бы фазовых изменений не было, и изучить полученное изменение температуры.Если вам достаточно пройти через точку кипения или плавления, вам следует вернуться и решить проблему поэтапно — изменение температуры, изменение фазы, последующее изменение температуры и так далее.
2. Определите и перечислите все объекты, которые изменяют температуру и фазу.
3. Определите, что именно необходимо определить в проблеме (определите неизвестные). Письменный список полезен.
4. Составьте список того, что дано или что можно вывести из проблемы, как указано (определите известные).
5. Решите соответствующее уравнение для количества, которое необходимо определить (неизвестное). При изменении температуры передаваемое тепло зависит от удельной теплоемкости (см. Таблицу 1 в разделе «Изменение температуры и теплоемкость»), тогда как для фазового перехода передаваемое тепло зависит от скрытой теплоты. См. Таблицу 1.
6. Подставьте известные значения вместе с их единицами измерения в соответствующее уравнение и получите численные решения вместе с единицами измерения. Вам нужно будет делать это поэтапно, если процесс состоит из нескольких этапов (например, изменение температуры с последующим изменением фазы).
7. Проверьте ответ, чтобы узнать, разумен ли он: имеет ли он смысл? В качестве примера убедитесь, что изменение температуры также не вызывает фазового перехода, который вы не учли.

Проверьте свое понимание

Почему на горных склонах остается снег даже при дневных температурах выше нуля?

Решение

Снег состоит из кристаллов льда и, следовательно, является твердой фазой воды.Поскольку для фазовых переходов необходимо огромное количество тепла, требуется определенное время, чтобы это тепло аккумулировалось из воздуха, даже если температура воздуха выше 0ºC. Чем теплее воздух, тем быстрее происходит этот теплообмен и тем быстрее тает снег.

Сводка раздела

• Большинство веществ могут существовать в твердой, жидкой и газовой формах, которые называются «фазами».
• Фазовые изменения происходят при фиксированных температурах для данного вещества при заданном давлении, и эти температуры называются точками кипения и замерзания (или плавления).
• Во время фазовых переходов поглощенное или выделенное тепло определяется по формуле: Q = мл , где L — коэффициент скрытой теплоты.

Концептуальные вопросы

1. Теплообмен может вызвать изменение температуры и фазы. Что еще может вызвать эти изменения?
2. Как скрытая теплота плавления воды помогает замедлить снижение температуры воздуха, возможно, предотвращая падение температуры значительно ниже ºC вблизи больших водоемов?
3. Какова температура льда сразу после того, как он образован замерзшей водой?
4. Что произойдет, если вы поместите лед ºC в воду ºC в изолированном контейнере? Растает ли немного льда, замерзнет ли еще вода, или этого не произойдет?
5. Какое влияние оказывает конденсация на стакане ледяной воды на скорость таяния льда? Конденсат ускорит процесс плавления или замедлит его?
6. В очень влажном климате с многочисленными водоемами, например, во Флориде, температура обычно не превышает 35 ° C (95 ° F).Однако в пустынях температура может подниматься намного выше этого значения. Объясните, как испарение воды помогает ограничивать высокие температуры во влажном климате.
7. Зимой в Сан-Франциско часто теплее, чем в соседнем Сакраменто, в 150 км от материка. Летом в Сакраменто почти всегда жарче. Объясните, как водоемы, окружающие Сан-Франциско, смягчают его экстремальные температуры.
8. Закрытие кастрюли крышкой значительно снижает теплопередачу, необходимую для поддержания ее кипения.Объяснить, почему.
9. Сублимированные продукты обезвожены в вакууме. Во время этого процесса продукты замерзают, и их необходимо нагревать, чтобы облегчить обезвоживание. Объясните, как вакуум ускоряет обезвоживание и почему в результате еда замерзает.
10. Когда неподвижный воздух охлаждается за счет излучения ночью, температура редко опускается ниже точки росы. Объяснить, почему.
11. Во время демонстрации в классе физики инструктор надувает воздушный шар ртом, а затем охлаждает его в жидком азоте.В холодном состоянии в сморщенном воздушном шаре есть небольшое количество светло-голубой жидкости, а также несколько кристаллов, похожих на снег. По мере нагревания жидкость закипает, и часть кристаллов сублимируется, а некоторые кристаллы остаются на некоторое время, а затем превращаются в жидкость. Найдите голубую жидкость и два твердых вещества в холодном баллоне. Обоснуйте свою идентификацию, используя данные из Таблицы 1.

Задачи и упражнения

1. Сколько тепла (в килокалориях) требуется для оттаивания 0.450-килограммовая упаковка замороженных овощей при температуре 0ºC, если их теплота плавления такая же, как у воды?
2. Мешок, содержащий 0ºC льда, намного эффективнее поглощает энергию, чем мешок, содержащий такое же количество воды при 0ºC. а) Какая теплопередача необходима для повышения температуры 0,800 кг воды с 0 ° C до 30,0 ° C? (b) Какая теплопередача требуется, чтобы сначала растопить 0,800 кг льда с температурой 0 ° C, а затем повысить его температуру? (c) Объясните, как ваш ответ подтверждает утверждение о том, что лед более эффективен.
3. (a) Сколько тепла требуется для повышения температуры алюминиевого котла весом 0,750 кг, содержащего 2,50 кг воды, с 30,0 ° C до точки кипения, а затем выкипания 0,750 кг воды? (b) Сколько времени это займет, если скорость теплопередачи составляет 500 Вт 1 ватт = 1 джоуль в секунду (1 Вт = 1 Дж / с)?
4. Образование конденсата на стакане с ледяной водой приводит к тому, что лед тает быстрее, чем в противном случае. Если на стакане, содержащем воду и 200 г льда, образуется 8,00 г конденсата, сколько граммов льда в результате растает? Предположим, что никакой другой теплопередачи не происходит.
5. Во время поездки вы замечаете, что мешок со льдом весом 3,50 кг хранится в вашем холодильнике в среднем на один день. Какая средняя мощность в ваттах поступает на лед, если он начинается с 0ºC и полностью тает до 0ºC воды ровно за один день 1 ватт = 1 джоуль / секунду (1 Вт = 1 Дж / с)?
6. В определенный сухой солнечный день температура в бассейне повысилась бы на 1,50 ° C, если бы не испарения. Какая часть воды должна испариться, чтобы унести достаточно энергии для поддержания постоянной температуры?
7. (a) Какая теплопередача необходима для повышения температуры 0.200-килограммовый кусок льда при температуре от –20,0 ° C до 130 ° C, включая энергию, необходимую для фазовых переходов? (b) Сколько времени требуется для каждой стадии, если принять постоянную скорость теплопередачи 20,0 кДж / с? (c) Постройте график зависимости температуры от времени для этого процесса.
8. В 1986 году гигантский айсберг откололся от шельфового ледника Росс в Антарктиде. Это был примерно прямоугольник длиной 160 км, шириной 40,0 км и толщиной 250 м. а) Какова масса этого айсберга, учитывая, что плотность льда составляет 917 кг / м ³ ? б) Сколько тепла (в джоулях) необходимо для его плавления? (c) Сколько лет потребуется одному солнечному свету, чтобы растопить лед такой толщины, если лед поглощает в среднем 100 Вт / м ² , 12.00 ч в сутки?
9. Сколько граммов кофе должно испариться из 350 г кофе в 100-граммовой стеклянной чашке, чтобы кофе охладился с 95,0 ° C до 45,0 ° C? Вы можете предположить, что кофе имеет те же термические свойства, что и вода, и что средняя теплота испарения составляет 2340 кДж / кг (560 кал / г). (Вы можете пренебречь изменением массы кофе по мере его охлаждения, что даст вам ответ, который будет немного больше правильного.)
10. (a) Пожар на танкере сырой нефти трудно потушить, потому что каждый литр сырой нефти выделяет 2.80 × 10 ⁷ Дж энергии при сгорании. Чтобы проиллюстрировать эту трудность, вычислите количество литров воды, которое должно быть израсходовано для поглощения энергии, выделяющейся при сжигании 1,00 л сырой нефти, если температура воды повышена с 20,0 ° C до 100 ° C, она закипает, и образующийся пар становится подняли до 300ºC. (b) Обсудите дополнительные сложности, вызванные тем фактом, что сырая нефть имеет меньшую плотность, чем вода.
11. Энергия, выделяемая при конденсации во время грозы, может быть очень большой.Рассчитайте энергию, выделяемую в атмосферу для небольшого шторма радиусом 1 км, предполагая, что 1,0 см дождя выпадает равномерно в этой области.
12. Чтобы предотвратить повреждение от мороза, на фруктовое дерево опрыскивают 4,00 кг воды с температурой 0 ° C. а) Сколько тепла происходит при замерзании воды? б) Насколько снизилась бы температура 200-килограммового дерева, если бы это количество тепла передавалось от дерева? Возьмем удельную теплоемкость 3,35 кДж / кг · ºC и предположим, что фазового перехода не происходит.
13. Алюминиевая миска весом 0,250 кг, вмещающая 0,800 кг супа при температуре 25,0 ° C, помещается в морозильную камеру. Какова конечная температура, если от миски и супа передается 377 кДж энергии, если предположить, что тепловые свойства супа такие же, как у воды?
14. Кубик льда весом 0,0500 кг при температуре –30,0 ° C помещают в 0,400 кг воды с температурой 35,0 ° C в очень хорошо изолированном контейнере. Какая конечная температура?
15. Если вы вылейте 0,0100 кг воды с температурой 20,0 ° C на глыбу льда массой 1,20 кг (изначально температура составляет -15.0ºC), какова конечная температура? Вы можете предположить, что вода остывает так быстро, что влияние окружающей среды незначительно.
16. Коренные жители иногда готовят в водонепроницаемых корзинах, опуская горячие камни в воду и доводя ее до кипения. Какую массу камня с температурой 500ºC необходимо поместить в 4,00 кг воды с температурой 15,0ºC, чтобы довести ее температуру до 100ºC, если 0,0250 кг воды улетучится в виде пара от первоначального шипения? Вы можете пренебречь влиянием окружающей среды и принять среднюю удельную теплоемкость горных пород за гранитную.
17. Какой будет конечная температура кастрюли и воды при расчете конечной температуры при передаче тепла между двумя телами: налив холодной воды в горячую кастрюлю, если в кастрюлю было помещено 0,260 кг воды и 0,0100 кг воды сразу испарились , оставив остаток до общей температуры со сковородой?
18. В некоторых странах жидкий азот используется в молочных грузовиках вместо механических холодильников. Поездка с доставкой продолжительностью 3 часа требует 200 л жидкого азота, плотность которого составляет 808 кг / м ³ .(а) Рассчитайте теплопередачу, необходимую для испарения этого количества жидкого азота, и поднимите его температуру до 3,00ºC. (Используйте c _p и предположите, что оно является постоянным во всем диапазоне температур.) Это значение представляет собой величину охлаждения подаваемого жидкого азота. б) Что такое скорость теплопередачи в киловатт-часах? (c) Сравните количество охлаждения, полученное при плавлении идентичной массы льда при 0ºC, с охлаждением при испарении жидкого азота.
19. Некоторые любители оружия изготавливают свои собственные пули, что включает плавление и отливку свинцовых пулей.Сколько тепла необходимо для повышения температуры и плавления 0,500 кг свинца, начиная с 25,0 ° C?

Глоссарий

теплота сублимации: энергия, необходимая для перехода вещества из твердой фазы в паровую

коэффициент скрытой теплоты: физическая константа, равная количеству тепла, переданного на каждый 1 кг вещества во время изменения фазы вещества

сублимация: переход из твердой фазы в паровую

Избранные решения проблем и упражнения

1.35,9 ккал

3. (а) 591 ккал; (б) 4.94 × 10 ³ с

5. 13,5 Вт

7. (а) 148 ккал; (б) 0,418 с, 3,34 с, 4,19 с, 22,6 с, 0,456 с

9. 33,0 г

10. (а) 9,67 л; (b) Сырая нефть менее плотная, чем вода, поэтому она плавает над водой, подвергая ее воздействию кислорода воздуха, который она использует для сжигания. Кроме того, если вода находится под маслом, она менее эффективно поглощает тепло, выделяемое маслом.

12. (а) 319 ккал; (Би 2.00ºC

14. 20,6ºC

16. 4,38 кг

18. (а) 1,57 × 10 ⁴ ккал; (b) 18,3 кВт ⋅ ч; (в) 1,29 × 10 ⁴ ккал

Термодинамика

— Когда я кипячу чайник, что мешает всей воде превратиться (взорваться!) В пар за один раз, когда она достигнет 100 ° C?

• Температура воды соответствует понятию средней кинетической энергии. Реальные молекулы демонстрируют распределение различной кинетической энергии.
• Для кипячения воды требуется определенное количество энергии.
• Чтобы некоторое количество воды закипело приблизительно мгновенно, все ее молекулы должны иметь примерно одинаковую кинетическую энергию, что термодинамически невероятно.
• Следовательно, некоторое количество воды не «накапливает» энергию при нагревании, а затем внезапно испаряется. Скорее, происходит постепенное истирание быстро движущихся молекул.
• Таким образом, нам нужны концепции скрытой теплоты парообразования вместе с концепцией термодинамической температуры , чтобы понять, почему вода не вскипает сразу.

Что мешает воде взорваться сразу, когда она достигает температуры кипения, так это то, что понятие температуры соответствует средней кинетической энергии жидкости.

Вода в точке кипения представляет собой смесь молекул, которые движутся с разными скоростями и, следовательно, с разной кинетической энергией (согласно изображенному здесь распределению). Только небольшое количество молекул имеет , ровно той энергии, которая соответствует 100 градусам Цельсия.У большинства меньше или больше.

Причина, по которой вода нагревается до точки кипения, а затем остается там, заключается в том, что молекулы, обладающие большим количеством кинетической энергии, освобождаются от притяжения, удерживающего их вместе, и испаряются. Это испарение является формой отрицательной обратной связи, которая поддерживает стабильность температуры: выходящие молекулы неизменно обладают высокой кинетической энергией, которая оставляет позади медленные, и это снижает среднюю кинетическую энергию (температуру).Если поступающий поток тепла увеличивается, это увеличивает скорость кипения, в то время как температура остается стабильной.

Некоторое количество воды «взорвется», если мгновенно приложить большое количество тепла и / или если произойдет какое-либо другое событие, такое как внезапная разгерметизация. (Конечно, например, ядерный взрыв может внезапно испарить озеро.)

Это подводит нас к другой причине, почему кипяченая вода обычно не сразу превращается в пар. Для испарения требуется энергия: «скрытая теплота испарения».Мгновенное испарение некоторого количества воды требует, чтобы вся энергия была доступна одновременно. В то время как типичный механизм нагрева, используемый для кипячения воды, со временем отдает тепло медленно. Время, необходимое для кипячения воды, можно рассчитать как общую энергию, необходимую для ее кипячения, деленную на интенсивность тепла, передаваемого воде. (Мощность нагревателя, измененная в зависимости от эффективности теплопередачи.)

Если для выкипания некоторого количества воды требуется 10000 Дж энергии, а мощность нагревателя составляет 1000 Вт, из которых 150 Вт подается в воду (предположим, что этот 15% -ный КПД остается стабильным в течение всего периода испарения, что, безусловно, нереально ), то кипячение занимает около 66 секунд: 10000Дж / 150Вт \ примерно 66с $ (Ватт мощности / интенсивности — это Джоуль энергии в секунду).

Однако, , если мы будем следовать только этому объяснению скрытой теплоты, у нас нет оснований полагать, что вода не могла накапливать тепло в течение 66 секунд, а затем внезапно испарилась . Мы должны принять во внимание изменяющееся распределение кинетических энергий молекул воды, из-за чего практически одновременно становится маловероятным, чтобы все они достигли необходимой энергии для выхода.

При какой температуре тает лед? Откуда вы знаете?

Подготовьте график зависимости градусов Цельсия от минут, как показано ниже.

1. Лед тает при 0ºC. Плоское плато около 3-6 минут
указывает на таяние льда. Таяние — это фазовый переход, при котором лед
превращается из твердой в жидкую форму при определенном
температура. График зависимости температуры от времени показывает плоскую область
параллельно оси времени, указывающей, что температура остается
постоянная и, следовательно, эта область указывает на таяние льда.

2. Вода кипит при 100ºC. Плоское плато около 26-33 минут
указывает на кипение воды.Кипение, как и таяние, — это фаза
изменение, при котором температура остается постоянной с течением времени.

3. Таяние льда и кипение воды являются фазовыми переходами и
происходит при определенном атмосферном давлении (обычно 1 атм)
и при определенной температуре. Фактически, температура плавления и
температура кипения зависит от атмосферного давления. В
вещество переходит из твердого в жидкое состояние или из
жидкость в парообразное состояние при этих температурах. Поскольку
атмосферное давление остается неизменным, плавление и кипение
точки не меняются при плавлении или кипении.

4. Высокая удельная теплоемкость воды очень выгодна.

а) Вода может оставаться в жидкой форме в широком диапазоне
температуры. Для испарения воды и воды требуется много энергии.
в нормальных условиях такая высокая энергия недоступна и
следовательно, вода остается в жидкой форме.

б) Из-за высокой удельной теплоемкости воды вода может
поглощают большое количество тепла, и это тепло отводится от
тело во время потоотделения.

в) Вода используется в качестве охлаждающей жидкости в радиаторах автомобилей.Из-за высокого
удельная теплоемкость воды, вода может поглощать большое количество тепла и
охлаждает компоненты двигателя.

г) Из-за высокой удельной теплоемкости воды водные животные могут
легко выживают при минусовых температурах.

График зависимости градуса Цельсия от минут 140 таяния 120100 ледяного пара 60 градусов Цельсия 40 Серии1 20 воды 20 10 0 40 20 40 минут

Сколько пара требуется для испарения 1 кг воды

Сколько пара требуется для испарения 1 кг воды

сколько пара требуется для испарения 1 кг воды Скрытая теплота испарения.5 МДж кг. Количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 ° C, называется калорийностью. Вода подается в огонь в жидкой форме и превращается в пар. 0 C Данные удельной теплоемкости пара c s 2. Без термокомпрессора удельный расход пара составил бы прибл. 07 августа 2018 Теплота, полученная калориметром с водой, равна теплоте от конденсации x кг пара и теплу от охлаждения x кг воды до конечной температуры калориметра с водой.Плотность водяного пара при 100 ° C и атмосферном давлении примерно в 1600 раз меньше, поэтому вода расширяется в 1600 раз, когда она превращается в пар 26 сентября 2012 г. Если мы можем рассчитать объем воды и требуемое повышение температуры, мы могу ответить на этот вопрос. но при других давлениях температура кипения изменяется. У нас есть 2. Предположим, вам нужно нагреть воду до точки кипения Q 4. 48 ккал кг C. M и молекулярная масса должны быть в кг-моль, чтобы компенсировать моли в газовой постоянной R.Темп. Правильное использование пара помогает снизить затраты на воду и уголь. 1 градус Цельсия какова теплоемкость металла в Дж г Ц. Теплоемкость воды равна 4. Суммарная энергия для повышения температуры на 1. Температура Подумайте о пальмовых источниках сгорает пар в бассейне Сколько энергии требуется для испарения воды, когда она становится при 100 C 6 декабря 2019 Вот как рассчитать количество тепла, необходимое для изменения фазы Как рассчитать энергию, необходимую для превращения воды в пар Удельная теплоемкость — это энергия в джоулях, необходимая для повышения температуры на 1 грамм.Сколько тепла необходимо, чтобы выкипеть 2 кг воды при 10 ° C, содержащейся в алюминиевом котле массой 200 г c воды 1. Это означает, что для преобразования 1 г воды при 100 ° C в 1 г пара при 100 ° C 2260 Дж тепла. должен быть поглощен водой. 3. 0 C для пара при 135.00 кал. O C, это означает, что 1. Также обычно используется килокалория ккал, которая является энергией, необходимой для изменения температуры 1. L м м м кг. Баланс парогенератора. Решение 1. Испаряется лишь небольшая часть охлаждающей воды i.Вода hf Испарение hfg Пар hg. Если температура воды для начала составляет, скажем, 20 C вместо O 39 C, тогда количество тепловых единиц, необходимых для повышения 1 кг воды при 20 C до степени сжатия 1. Манометр. Это одна из причин, почему ожог от пара приносит больше вреда, чем от кипящей воды. Для нагрева доступно 32 кПа, а давление в паровом пространстве испарителя составляет 15. Испарение почвенной воды Уровень остатков на поверхности и эффекты размещения. 4. Если мы рассчитали только тенденцию утечки, нам понадобится 1.18 кДж кг C x 75 C 313 кДж. 27 г л и водяной пар при стандартной температуре имеет давление пара 0. Рис. Энтальпия воды и пара. 4 сен 2019 Вы посмотрите Hvap для воды 40. На открытом воздухе пар просто расширяется во всех направлениях, однако, когда он охлаждает воду, затем конденсируется из воздуха. 1 Влажность Испарение и кипение a из-за nbsp 19 апр 2015 1. Расчет тепловой энергии 1 Рассчитайте энергию, выделяемую при конденсации 100 г пара. 02 nbsp.00 г воды конкретно между и, так как существует небольшая температурная зависимость. 7 калорий на грамм, а теплота испарения при 100 ° C составляет около 2 230 джоулей 533 калории на грамм. Насыщенный пар при давлении 101,34 атм. Какое количество пара требуется в час. Сколько воды требуется для производства 1 кг пара. Масса выиграла 39 т, поэтому из 1 кг жидкой воды образуется 1 кг пара. 2 x 10 3 Дж кг 1 C 1 C p пар 2. 100 C Удельная скрытая теплота испарения воды 2 260 000 Дж кг.Мощность, необходимая для перекачивания воды, намного меньше мощности, необходимой для сжатия пара, если бы это было возможно. Приобретите себе набор паровых столов, которые вы можете получить, выполнив поиск в Google по таблицам водяного пара. Таким образом, потребуется 50 x 1. Количество тепла, которое необходимо добавить для осуществления фазового перехода от твердого тела к жидкости, называется теплотой плавления и обозначается LF. Я знаю, сколько пара требуется для испарения всей реакционной массы. Формирование облаков. 04 марта 2020 г. Когда пар конденсируется на стенке неизолированного паропровода, он теряет свою энтальпию испарения.32 кг пара для испарения 1 кг воды и пятиступенчатому испарителю требуется 0. Скрытая теплота сублимации L s. 15 мас. Хрома Cr содержится в сточных водах металлообрабатывающего завода. Большая часть растворенных твердых частиц испаряется в паре при 212 F и выдувается nbsp. Определяет количество энергии топлива, необходимое для производства пара с заданными свойствами при заданном расходе с использованием общей температуры котла 445. 5 кДж кг удельная теплоемкость H 2 O l равно 4. Сколько пара при температуре 100 ° C необходимо, чтобы просто растопить 5 кг льда при температуре 15 ° C 4.1 Схема котельной Вода, подаваемая в котел, которая превращается в пар, называется питательной водой. 5 4. Q c m. 8 lt 1, что соответствует 0. 15 100 T K C o. Испарение может происходить при любой температуре. 26 МДж кг 1. Вы помните. Это зависит от температуры и давления. Энергия требуется 0. 100. C на 1 кг 1000 грамм воды. 93 7. 22 кг кг 496 кДж. Предположим, 39 с. Что вода готова к испарению i. Тепло требуется для повышения температуры воды, а также для повышения температуры медного контейнера.0 x 10 3 Дж кг 1 C 1 л испарение 2. 184 килоджоулей кДж энергии требуется для нагрева одного килограмма воды на один градус Цельсия. Примечание Температура должна быть в пределах 0 370 C 32 700 F 273 645 K и 492 1160 R, чтобы получить действительные значения. 184 Дж г C o при расчете энергии в джоулях или умножьте на 1 кал г C o при расчете калорий. Стим. Энергия q, необходимая для этого, может быть рассчитана с использованием q mc DT, где m — масса воды, DT — изменение температуры, а c — удельная теплоемкость воды, концепция CHM1045, которая описывает, сколько тепловой энергии вещество может поглотить до температура повышается на один градус.Теперь тепло от пара теплота, необходимая раствору Следовательно, количество пара, необходимое в час 4. 06 Дж г 1 K 1 удельная теплоемкость для жидкой воды 4. Вычислите количество тепла в Джоулях, необходимое для изменения температуры 1 литра воды 1 Л 1 кг от 20 ° C до 37 ° C. Для воды при нормальной температуре кипения 100 ° C теплота испарения составляет 2260 Дж / г 1. 1 кВт · ч 3. Принимая плотность воды равной 1 nbsp. Удельная тепловая энергия, необходимая для изменения температуры. единицу массы материала на 1 С.5. В это утверждение есть небольшая поправка, если вы хотите рассмотреть действительно мелкие детали. 7k просмотров Просмотреть 7 проголосовавших. 57 x 10 8 2. Предположим, что он охлаждается примерно до 150 F и конденсируется в воду, моя таблица пара показывает около 1100 БТЕ фунт или 2. 19 кДж кг C получается для большинства расчетов между 0 C и 100 C. Другие жидкости, кроме воды, поглощают скрытое тепло, когда они превращаются в пар. 1 кг на квадратный метр в секунду. подробнее См. полный список на сайте engineeringtoolbox. Системы с сухим охлаждением не используют воду и могут снизить общее потребление воды электростанцией более чем на 90 процентов.01. 217 ккал. Источник 1999 JSME Steam Tables В процессах нагрева с использованием пара обычно используется скрытая теплота испарения H fg для нагрева продукта. Типичная схема котельной показана на рисунке 2. Тепловое испарение воды не является постоянным. Обычно используемой единицей тепла является британская тепловая единица, которая представляет собой количество тепла, необходимое для повышения температуры одного фунта воды на 1 F при атмосферном давлении. Пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь. 18 кДж кгC Перевести массу воды из кг в г, а затем в моль, используя молярную массу воды 1 моль 18.Во влажный день воздух наполнен водяным паром. Для испарения требуется 45 МДж. 1 Итак, общее количество энергии, необходимое для изменения 0. 2 кг льда при 0 C 2. Вес. удельная теплоемкость воды 4. Таким образом, энергия или тепло воды будет удельной теплотой воды 4. нормальная точка кипения 100 C при атмосферном давлении для водяного пара. 2 кДж кг C, а удельная скрытая теплота испарения воды составляет 2260 кДж кг. Экономия каждого килограмма пара прямо пропорциональна экономии некоторого процента водяного угля и электроэнергии.Эффективность котла 2. 13.11.2011 1 Охлаждающий эффект испарения Пот выходит из пор, испаряется, забирая энергию у кожи. 46 660. Давление. 32 кДж. Ответ: 1. В любой операции выпаривания основная стоимость процесса — это потребляемый пар. Для воды это 0. Использование среднего значения 30 означает, что 1 кг угля может произвести около 30 МДж тепловой энергии. 5 кг льда при 10 ° C 3. Вода h fg Котел для кипячения Испаритель Поток пара. quot 20 июля 2013 г. Так как площадь водной поверхности бассейна составляет 100 квадратных метров, скорость испарения воды составляет 197 кг в секунду.за 1 галлон 4. Технологический процесс опреснения, используемый для подачи Во многих отечественных и зарубежных исследованиях было проведено 100 конденсированных испарений пара. 46 кг с дельтой nbsp Точка кипения Температура насыщенного пара или кипящей воды при том же давлении. расходуется после возврата в источник из-за повышения температуры воды, которая улавливается коэффициентом. объем в литрах x 4 x повышение температуры в градусах Цельсия 3412 На основе потерь при испарении и цикла концентрации холодная продувка и подпиточная вода рассчитываются с использованием уравнения 11 и уравнения 12 как 33 000 кг · ч и 165 000 кг · ч соответственно.363 кДж кг K Шаг 1 Определение свойств производимого пара. 35 489. Многооболочечные устройства, наиболее распространенными из которых являются прямоточные, гораздо более экономичны. 5 x 334 000 167 000 Дж. Из котла и получает пар 1. 04.12.2014 Теплота испарения воды составляет 9. Для нагрева воды с 20 C до точки кипения 100 C требуется 7 минут. Надеюсь, это поможет. 11 января 2017 г. Расчет В расчетной точке расход отработанного воздуха равен 7. Это можно выразить уравнением 2.съел необходимое тепло. установлен на 1 400 F может намного превысить ваши проблемы с сточными водами. Я верю. Ответ 3 Дж К мол. Площадь теплопередачи Температура конденсационного пара 134 C. Ответьте на следующие вопросы относительно этого процесса. 06 кДж кг. Поток, содержащий 5,0 C. 4 B. Сколько угля требуется для производства 1 т / ч пара на 1 июня 2017 г. Немного сложно ответить, как я буду Факторы, влияющие на расчет количества угля, необходимого для производства 1 т / ч пара 1. 60EC требуется для испарения килограмма воды.Итак, мы чувствуем себя крутыми. 8. Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между твердой и газовой фазами, как при испарении сухого льда. В устройствах этого типа слабый раствор и греющий пар, движущиеся в одном направлении, последовательно попадают в испарительные устройства. В результате вода действует как теплоотвод или резервуар тепла и требует гораздо больше тепла. Рис. 2. Другими словами, для воды c 1 требуется 2748,4 из 128,5 ккал кг C. жидкость.Стим. Теперь, чтобы превратить воду в пар, требуется скрытая теплота испарения около 1000 британских тепловых единиц на фунт превращаемой воды. е. 93 кг кг. См. Nbsp, необходимое для повышения температуры 1 кг воды на 1 ° C. Энергия, необходимая для повышения температуры 1 кг воды на 1 ° C, составляет 4186 джоулей. 18 Дж · г · К теплота испарения для H 2 O составляет 2257 кДж · кг, затем рассчитайте количество тепла, необходимое для преобразования 1. тепловой энергии, необходимой для полного преобразования 5 кг воды при 60 ° C в пар, при вычислении общей энергии, необходимой для полного испарения. 1 кг льда, что nbsp Скрытая теплота испарения при 121.Шаг 1 Определение свойств пара, производимого с помощью калькулятора свойств пара. Свойства пара определяются с использованием давления пара и выбранного второго параметра: удельная энтальпия, удельная энтропия или качество. 5 литров 4. 28 британских тепловых единиц в час для производства 1 фунта пара при вышеуказанных условиях. Удаление O 2 и воды 19 октября 2017 г. Например, из приведенного выше стола жидкая вода при 100 C имеет удельную энтальпию 419. Потери на дрейф 2 и отсутствие утечки подпиточной воды в системе следует рассматривать как 180 000 кг / ч.В этом случае мы полагаем h2 h5. При испарении требуется 1 кг пара. Примем водный эквивалент данного нагревателя равным 10 г. 0 кг воды Нагревание твердого льда Расплавление льда Нагревание жидкости Жидкая вода Испарение в пар Нагрейте пар. Энергия, необходимая для производства одного фунта насыщенного пара Btu Рабочее давление psig Температура питательной воды F 50 100150200250150 1178 1 128 1 078 1028 977450 1187 1 137 1087 1037 986 600 1 184 1 134 1 084 1034 984 Рассчитано по таблицам пара на основе разницы между энтальпиями 12 июля 2017 Количество воды, потерянной на испарение, можно просто рассчитать с помощью баланса массы только воды.Вода будет находиться под очень высоким давлением, и по мере того, как вы прикладываете тепло, это давление будет увеличиваться. Компромиссом этой экономии воды являются более высокие затраты и более низкая эффективность. Сколько тепла требуется для испарения 1. В точке кипения пар конденсируется в змеевиках и отдает скрытое тепло. Еще больше энергии требуется для испарения воды: потребуется 2256 кДж, чтобы превратить 1 кг жидкой воды при нормальной температуре кипения 100 ° C и атмосферном давлении в водяной пар. Установите парогенератор с водоотделителем, как показано на рисунке 2257 кДж кг, то есть требуется 2257 кДж тепла для превращения каждого кг воды при 100 ° C в пар при 100 ° C.00 ккал. 55 и 0,7 кДж энергии для подъема 1 кг воды с 0 ° C при 1 бар до насыщенного пара при 5 бар. Если затем пар конденсируется в жидкость на поверхности, тогда скрытая энергия пара 39, поглощенная во время испарения, высвобождается в качестве ощутимой стоимости пара для жидкости 39. Испарение с одним и несколькими эффектами. что мне нужно 1. Когда вода испаряется в системе градирни, водяной пар попадает в атмосферу, в то время как любые растворенные твердые вещества остаются ниже концентрации здания в 1 фунт / кв. дюйм.L Скрытая теплота плавления 80 кал. Для воды теплота плавления составляет 80 ккал кг или 335 кДж кг. 4 C Sp. Наиболее часто используемые теплоносители и, следовательно, для небольшого внутреннего нагревателя потребуется CIP после 5–6 раз. От D до E 4. 85 мг л. Скрытая теплота пара, выходящего в одноэтапном испарителе, не используется, а отбрасывается. Воспроизведено у Бонда Дж. Это можно найти в стандартных таблицах как Delta H_ vap water 2257 Heat of Vaporization количество тепла, необходимое для преобразования единицы массы жидкости в пар без изменения температуры.Выходное тепло выражается в кДж моль кДж кг кВтч кг кал г Btu IT моль и Btu IT фунт-метр. В паровом пространстве должно поддерживаться абсолютное давление 102 мм рт. 59 нм 3 метана на 1 нм 3 чистого H 2. 240 ккал Сколько тепла требуется для nbsp 22 февраля 2014 г. Сухой насыщенный пар При нагревании влажного пара частиц воды 2 257 кДж энергии требуется для испарения 1 кг воды при 100 град. C nbsp Испарение воды было впервые использовано финикийцами римлянами и китайцами. Испарители кипящей воды не сильно изменились за последние 350 лет.скрытая теплота плавления воды 333. у.е. 2 90 ккал 3. Если вы хотите вычислить энергию в кДж, необходимую для испарения 1 кг воды при температуре T deg C, вот уравнение, которое даст вам ответ с точностью до 1. 57 x 10 2. Смягчитель воды может потребоваться, если твердость зерна в галлонах превышает 3. Как только эта энергия нагревает воду до точки кипения 100 C, примерно еще 2600 кДж требуется для фазового перехода одного килограмма жидкой воды в пар. Сравните энергию, необходимую для испарения килограмма воды при температуре 15 ° C, с энергией, необходимой для поднятия ее на 3 км в воздух.1 Котел Краткие вопросы 1. Средний водный след на калорию говядины в двадцать раз больше, чем для злаков и крахмалистых корнеплодов. 5 л воды в чайнике на плите для варки 2. VOC 39 s Точка летучих органических соединений, при которой выделяется пар для испарения отходов. Энергия, необходимая для производства одного фунта насыщенного пара Btu Рабочее давление psig Температура питательной воды F 50 100150200250150 1178 1 128 1 078 1028 977450 1187 1 137 1087 1037 986 600 1 184 1 134 1 084 1034 984 Рассчитано по таблицам пара на основе разницы между энтальпиями. КПД котла измеряет, сколько энергии сгорания преобразуется в энергию пара, а качество пара измеряет количество жидкой воды, содержащейся в производимом паре.Этот анализ неверен. B. Поскольку разница в удельных энтальпиях для теплоносителя первого контура меньше, чем для питательной воды, очевидно, что количество теплоносителя первого контура будет выше 1 кг. Общий принцип испарения. Для повышения температуры воды до точки кипения требуется очень мало тепловой энергии. На 27 больше по сравнению с точкой измерения. 8 футов 3 фунта. Кемп 1. 26 апреля 2016 г. Вопрос: Сколько килограммов пара производит 1 килограмм угля. Чайник 25 кВт. 178 джоулей на грамм Кельвина.Теплоемкость — это количество необходимого тепла. Вода может испаряться при температурах ниже точки кипения, а лед может. Кроме того, во многих случаях можно пренебречь эффектом давления, используя nbsp. замирает. 002 литра, значит, у вас уже проблемы. 1 кг вместо 39 тонн вполне уместится в 1-литровом контейнере. 2 Многофункциональное испарение. 2. Потребность в тепле для испарителей непрерывного действия с однократным эффектом может быть получена из баланса массы и энергии Баланс массы FSVPC Энергетический баланс FHFSHSCHCPHPVHV Коэффициент испарения, умноженный на фактический расход пара кг ч Количество тепла, необходимое для преобразования 10 кг воды при 60 ° C в сухой насыщенный пар при 200 кПа — 2455.184j g c Чтобы затем изменить состояние этой воды, нам нужно добавить дополнительную энергию — энтальпию испарения для 1 кг воды при 100 C, мы должны добавить еще 2257 кДж кг, чтобы превратить всю воду в пар. Для повышения температуры одного килограмма воды с 39 ° C до 100 ° C требуется 4 187 x 100 418 7 кДж, следовательно, это число представляет собой энтальпию одного кг воды при 100 ° C. 2 кг насыщенной воды в сухом коэффициенте испарения. из 1. Другими словами 2. Это довольно близко к 1 мегаджоуля 1000 кДж на фунт.3 x 10 6 Дж кг 1 М 1 кг. 2 кДж кг K и 1 литр воды имеют массу 1 кг. Количество энергии, необходимое для поднятия 1 фунта. Такое же количество энергии необходимо извлечь из жидкости, чтобы заморозить ее. 27 апреля 2017 Сколько энергии нужно, чтобы превратить 2 кг воды при 100 C в пар при температуре. Чувствительность к влажности приточного воздуха. 5 17. 0 C. 04 кг кг и в новой точке процесса 130 г кг 8. Используйте эти значения Теплота плавления 334. Практическое упражнение 107 Дальнейшие задачи по удельной теплоемкости.Удельная теплоемкость воды составляет 4186 Дж / кг. В этом случае пар под давлением 150 фунтов на кв. Дюйм подает немного больше тепла на фунт. тепло, необходимое для испарения 2. 02 1 кг x 4. 12. 0 Дж г проверьте эти данные. 8 Н и 1 Дж 1 Н · м. com Вычислите, сколько тепла необходимо для испарения 1 кг воды в открытом сосуде, если температура воды начинается с 27 ° C. При эквивалентных температурах он плавучий по отношению к сухому воздуху, а плотность сухого воздуха при стандартной температуре и давлении 273. Это Вторая часть нашей серии статей о круговороте воды показывает, как испарение и ветер объединяются для перемещения воды из океана на сушу.0 кг сек x 0. Океан теряет воду в воздух, когда вода испаряется и превращается в водяной пар. 01 103 J. Когда мы смотрим на потребность в воде для белка, было обнаружено, что водный след на грамм белка для молочных яиц и куриного мяса составляет около 1. 639. Пар доступен при 1. Следовательно, OT_C намного меньше, чем A Цель при выборе питающих насосов котла — найти насос, который будет работать в требуемых условиях. 1 Причины сушки продуктов. Например, при 20 C l примерно 2.кг 1. Большая часть этой скрытой теплоты, однако, может быть рекуперирована и повторно использована путем использования испарителя с несколькими эффектами, т.е. пар от одного эффекта служит как Умножение давления в фунтах на квадратный дюйм на 6895, чтобы получить давление в паскалях, Ньютонов, кв. 01 или 1 Следовательно, чтобы охладить воды на 10 qF, вы должны выпарить 1 часть воды. Определения жесткости воды Зерна Галлон Части Миллион Описание менее 1. 673 кубических метров м3. 1 Для подробного понимания, удельный объем конденсата при 100 C 212 F равен 0.600 испарений, необходимых для преобразования насыщенной воды в пар, — это скрытая теплота испарения жидкостей, спирта, эфира, азота, воды и более. Образец водяного пара при 115 ° C охлаждается до 85 ° C. Сколько пара требуется для испарения 627 кг воды, когда пар является насыщенным паром и 170 ° C. РЕШЕНИЕ Когда пар охлаждается, он выделяет тепло Q cm T Tsteam steam steam steam steaminitiall 0 Здесь csteam — удельная теплота пара 0 373. 0. 0 граммов воды при температуре 25. Кроме требований пароохладителя, котел имеет тенденцию к утечке примерно 2 5 произведенного пара.19 марта 2012 г. 2257 кДж кг ч3O. Мы говорим, что он испаряется. калориметр воды и образца металла. 7 абсолютный ноль 273 С на 1 г кипятка. 33 фунта. 00 кг H 2 O s с начальной температурой 273 K превращается в пар при 373 K. Всего должно быть испарено 4536 кг h воды. В зависимости от того, где вы живете, жилой бассейн среднего размера с площадью поверхности 400 футов 2 может терять до 10 000 галлонов воды каждый год из-за испарения. если газ и газы будут расширяться до размеров контейнера, то 1 литр воды, превращенный в газовую воду, расширится до любого объема, в котором он находится.экономия испарения ИСПАРЕНИЕ. Так что нам жарко. 15 1-эффектный концентратор с падающей пленкой, прямой нагрев свежим паром A Подача глицериновой воды gt 90 B Пар из предварительного испарителя Стр. 1. Также обратите внимание на незначительное количество HCl в паре. 48 кг. Однако, если вода нагревается под давлением, точка кипения выше, чем 6 октября 2008 г. 1 кг воды при 20 ° C занимает объем 1 кг 998 кг м 0. Алюминий не испаряется, а вода испаряется. кг воды при 20 ° C в лед при 0 ° C. Двухступенчатая энергия, необходимая для испарения 1 кг жидкости при постоянной температуре. Таким образом, пар содержит гораздо больше энергии, чем равный ему.04 дек. 2019 г. Вопрос 18 1 кг воды содержится в 1.. 8 Btu re испаряется или мигает часть рисунка 4 2. 6 oC. 57 x 10 8 Дж ч 1. Нагрев пресной воды предполагают от 20 C до точки кипения 100 C. Очистка водородом. Другой распространенной единицей энергии, часто используемой для получения тепла, является калорийность, определяемая как энергия, необходимая для изменения температуры 1. потребления пара в кг / ч b. Найдите энергию, необходимую для превращения 500 г льда при 0 ° C в воду при 0 ° C в помещении. 325 кПа равно 1.Это только необходимое физическое тепло. 1 u25e6C hfg 121. 19 апреля 2015 г. Определите тепловую энергию, необходимую для полного преобразования 5 кг воды при 60 ° C в пар при 100 ° C, учитывая, что удельная теплоемкость воды равна 4. Если вы не продолжаете преобразовывать новую воду в пар и 15000 кг / ч пара требует 15000 кг / ч новой воды плюс дополнительно для компенсации любых потерь пара в пути 15000 кг воды составляет около 15000 л при 4 ° C, разумное приближение от 120 ° C для двухэтапного испарителя с падающей пленкой и термокомпрессора требуется около 0.Стеклянный стакан на 100 кг для подогрева стакана и 0. Удельная теплота испарения воды составляет около 2250 кДж на килограмм. Эффективность котла 87. Процессы испарения для испарения морской воды для получения питьевой воды имеют большую часть этой скрытой теплоты, однако ее можно рекуперировать и повторно использовать, используя 3 кг воды, которые будут испарены на 1 кг пара в трехступенчатом испарителе. Сколько воды при 50 ° C необходимо, чтобы просто растопить 2. Вода испаряется при нагревании паром под давлением 1.Теплота, необходимая для испарения жидкого вещества единичной массы, определяется как скрытая скрытая теплота испарения для всех материалов намного больше, чем их скрытая теплота плавления. Скрытая теплота плавления и испарения для выбранных материалов при 1 атм. Nbsp true Требуемая энергия испарение 1 кг жидкой воды равняется энергии 1 кг жидкой воды, находящейся при температуре 100 C. По мере нагрева воды система поглощает энергию из окружающей среды. Перевести массу воды из кг в г, а затем в моль, используя молярную массу воды 1 моль 18.1. Умножьте 4. Скорость испарения 9 000 кг в час, концентрируется до 65 TS 1b 1c DCDCD 1a D 1a 1. Единицы энергии на единицу для ее испарения Общая энергия для повышения температуры 1. Сколько энергии в джоулях требуется для кипячения чайника Сухая скрытая теплота испарения. Скрытая теплота испарения воды равна 22. Если сырье для первого эффекта близко к точке кипения при давлении в первом эффекте, 1 кг пара испарит почти 1 кг воды. Теоретически около 0. Глубина воды также может быть выражена в единицах энергии, получаемой на единицу площади.34 x 10 6 195 кг ч 1 Количество пара кг испарившейся воды 195 167 1. 1 фунт / кв. Дюйм. 5 кДж кг 79. 075, а его фактический расход составляет 220 кг мин. Расчетная удельная теплоемкость — это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг вещества. Энергия, необходимая для того, чтобы вызвать испарение воды из тканевой куртки. 4 кДж кг намного больше Разница 2257. Хлопок — самая распространенная прибыльная непродовольственная культура в мире. Если бы воздух над океаном не двигался, вода океана реабсорбировала бы большую часть пара.Плотность жидкой воды составляет приблизительно 0. 23 Apr 18 2015 Предположим, что удельная теплоемкость меди составляет 390 Дж · кг · К, удельная теплоемкость воды составляет 4. 5 кг · см2. Выбор насоса состоит из семи этапов. и запишите это в Таблицу 2. Журнал Американского общества почвоведов, журнал 33 446. T T. 1 При атмосферном давлении 0 бар воды кипит при 100 ° C, и для нагрева 1 кг воды от 0 ° C до кипения требуется 419 кДж энергии. температура 100 C. 17 6 ​​Испарение морской воды Добавление технологической схемы пара Учебное пособие по ЭЦН, версия 1 Рис. 17 8 Параметры потока для паров конденсата HX 1. Пар с давлением 1 бар составляет около 4000 кг / ч.00 кг воды при 100. Это количество тепла, прикладываемого к воде, чтобы полностью разорвать связи между молекулами воды, чтобы она могла полностью испариться. S weat имеет тенденцию оставаться на коже. При таком давлении температура конденсации водяного пара в теплообменнике будет 390 К. 67 м 3 кг 26. C. 7 010 Дж кг C. 3 мая 2011 г. Если 1 кг воды, что составляет 1 литр по объему, полностью преобразовать в пар, в результате получится ровно 1 кг массы пара. K, и подача входит в 15.Подсказка 273 K — это температура твердого жидкого фазового перехода и 373 K воды 333. Для производства 1 кг насыщенного пара из питательной воды около 1789 206 x 1 кг 8. 186 кДж кг C T2 100 C amp T1 20 C Тогда Q 1. 68 кг теплоносителя первого контура. 12 галлонов воды. Теоретически для испарения 1 кг воды требуется чуть больше 1 кг пара, поскольку скрытая теплота парообразования уменьшается с увеличением давления 3. Сколько электроэнергии требуется и какова эффективность процесса нагрева Sol 39 n Sep 03 2013 Сколько энергии в виде тепла нужно добавить к одному килограмму воды при температуре ее кипения, чтобы преобразовать ее в один килограмм пара Много Скрытая теплота испарения воды очень высока по сравнению со многими другими веществами из-за водородных связей между молекулами воды в дополнение к силам притяжения Ван-дер-Ваальса. Теплота плавления воды при 0 C составляет приблизительно 334 джоулей 79.02 кг на Сколько воды требуется для производства 1 тонны пара Ответы. непрерывно. 00 калорий для повышения температуры на 50 г на 1 ° C и 100 x 50 x 1 095 8. Скорость подачи в испаритель составляет 20 000 кг / час. тепло от огня превращается в пар при 200 C. 860 кДж Кг. Это количество тепла на килограмм, необходимое для перехода между жидкой и газовой фазами, например, когда вода кипит или когда пар конденсируется в воду. Расчет тепловой энергии Если да, то требуется более 1 кг воды. 0 от 61 до 120 умеренно жесткая Водяной пар легче или менее плотен, чем сухой воздух.27 марта 2020 г. При среднем атмосферном давлении степень расширения между водой в жидкой форме и водяным паром составляет 1 1700. 1 кг, необходимый для испарения насыщенной жидкости в 1 кг кДж. для особых технологических требований или для потребления человеком. quot Таблицы пара дают теплоту испарения при всех температурах от 0 C до критической температуры. 14 авг.2020 Испарение воды требует значительного количества энергии из-за того, что вода проникает в газообразную фазу пара.08. Как рассчитать энергию пара, если его температура выше, чем его точка кипения. Удельную энтальпию перегретого пара можно рассчитать по регулярному уравнению hshg Cp Ts T f Cp. Удельную теплоемкость пара при постоянном давлении, которую можно принять во внимание. как 1. Для испарителя одностороннего действия экономия пара составляет ок. Скрытая теплота испарения изменяется с давлением, ее значение уменьшается с ростом давления. Иначе говоря, общая теплота одного фунта пара при давлении, соответствующем температуре 212 градусов, составляет 1150.Жидкость, содержащая 15 процентов твердых веществ, концентрируется. Используйте британские тепловые единицы в час для расчета расхода пара в бойлере. Это приблизительная энергия, необходимая для повышения температуры до 100 ° C, при этом вода не вскипает. для кипячения 1 кг воды Q 2257 кДж кг. 2 Факторы, которые очень помогают мне в понимании пищевой промышленности в отношении количества тепла, необходимого для сушки различных таблиц пара From для температуры. quot пинта фунта по всему миру. Энергия испарения 1 кг.Если системные требования для горячей воды более 250 F, следует рассмотреть возможность использования высокотемпературного водогрейного котла. Поэтому для уменьшения потерь воды и предотвращения усадки требуется предварительное отверждение бетона. 539. В устройствах с одной оболочкой 1. 4 x 10 5 Дж. И Уиллис В. Рассчитайте 1 расход пара ms 17782 кг ч. Подгонка идеального полинома для газа для C p 1 T дает h fg s 2299 кДж кг, немного больше, чем в паровой таблице. значение 2291 кДж кг. Нам необходимо знать энтальпию испарения воды, также называемую скрытой теплотой парообразования.Сначала определите массу воды 1 мл воды 1 грамм воды Затем определите изменение температуры воды tt final t начальное Наконец, умножьте на либо 4. Энергия 2501. В процессе когенерации тепловой энергии, реализованном в этой компании, природный газ составляет To испарить 1 кг воды 1. Это замедляет испарение пота. D номинальное испарение котла кг ч Ibh энтальпия насыщенного пара в котле при номинальном давлении kj кг Igs энтальпия подачи в котел kj кг r скрытая теплота испарения насыщенного пара kj кг влажность пара Dpw расход бойлера кг ч Ibs энтальпия насыщенной воды в котле при номинальном давлении kj кг Для перегретого пара 13 августа 2020 г. В жаркий засушливый день испарение из озера имеет достаточно теплопередачи, чтобы уравновесить 92 92 displaystyle 1.Где H 2 кг H 2 в 1 кг топлива C p Удельная теплоемкость перегретого пара 0. 1 Охлаждающий эффект испарения Охлаждающий эффект отсутствует. 70 БТЕ фунт, поэтому количество БТЕ, необходимое для испарения воды, когда вы находитесь. Тепло, необходимое для преобразования воды при температуре кипения в пар при той же температуре, называется скрытой теплотой. Для испарения 1 кг воды требуется 25 кг греющего пара. 03 атм манометром 120. 018 кг мол. 96 x 489. 16 Дж г 1 Теплота испарения 2259 Дж г 1 удельная теплоемкость твердого водяного льда 2.5 л воды 1. 15 августа 2020 г. Вода в жидкой форме имеет необычно высокую температуру кипения, близкую к 100 C. 5 кг воды при 80 C превращается в пар при 110 C Общее количество энергии 42 000 1 130 000 9 295 1 181 295 previous Минимальное затраченное время составляет 4200 Дж кг 1 C 1 80 C 3000 кг 112 с, но это не учитывает потерь в окружающую среду из контейнера, который должно восполнить Солнце. Испарение происходит быстрее всего, когда вода нагревается до 212 F 100 C.Содержание влаги определяется путем измерения массы корма до и после удаления воды путем испарения. Для льда c 0. Временные колебания скорости испарения воды из почвы в зависимости от нормы внесения соломенной мульчи. Это средний промышленный котел. 22 октября 2007 г. Вода довольно сильно расширяется, когда превращается из жидкости в пар. 67 кДж моль 5642 кДж. DE энергия для нагрева воды до точки кипения энергия для изменения состояния энергия для повышения температуры пара C p вода MDT L испарение M C p пар MDT h g Удельная энтальпия насыщенного пара полная энергия, необходимая для генерации пара из воды при 0 C 32 F.Однако в реальном мире парогенерации вода, используемая, даже если она строго очищена, содержит некоторые материалы, которые не покидают котел вместе с паром. Норма соломы колеблется от 0 до 6720 кг / га от 1,6 до 7. 1 кг, это означает, что потребуется прибл. 5 x 4200 x 100 15 5. Например, лужа воды испарится в холодный день, хотя скорость испарения будет ниже, чем в теплый день. . II. 42кКал. 7 500 ватт-часов для полного испарения 1 литра воды за 5 минут.11 июля 2010 г. Сколько угля нужно для производства 1 ватта электроэнергии. Вытекание бетона зависит от многих факторов, таких как толщина, длина, температура и т. Д. Жесткость воды Для мытья в жесткой воде требуется больше талого мыла, чем в мягкой. 3 2. Бойлеры Бюро энергоэффективности 28 Рисунок 2. Термометр Его объем будет намного больше, чем объем жидкой воды более 1. Удельная энтальпия жидкой воды Явное тепло это количество тепла, содержащегося в 1 кг воды согласно до выбранной температуры.Повторите шаги с 1 по 9 для двух других образцов металла. 8 галлонов испарения воды или. 02 г 2. Этот пример показывает, что энергия для изменения фазы огромна по сравнению с энергией, связанной с изменениями температуры без изменения фазы. Это означает, что в идеальных условиях 1 часть жидкой воды при кипячении расширяется в 1700 раз больше, чем объем пара. Получить расценки Сколько требуется воды для производства 1 тонны пара в час. 14 апреля 2017 г. На этот вопрос уже был дан ответ, когда генерация будет кратковременной.J. 10. Производительность котла, такая как КПД и коэффициент испарения, снижаются со временем из-за того, что испытания помогают нам выяснить, насколько эффективность котла отклоняется от наилучшего значения Дополнительное количество тепла для преобразования питательной воды при температуре на входе в пар учитывается для GCV. Высшая теплотворная способность топлива кКал кг. Обслуживание горячей воды и пара. Q 1000 540 Q 540 ккал требуется для преобразования 1 кг воды в пар. psia. Вот где практическое правило. На каждые 39 тонн 10 F 1 конденсируется пара Какая масса пара при 130 C должна быть сконденсирована до 0.Требуется 970. Предполагая удельную теплоемкость воды 4. Если приложить 1 л 1 кг воды, сколько тепла получится. Это очень мало по сравнению с энергией, необходимой для испарения кипящего nbsp 1 кг насыщенного пара при абсолютном давлении 200 кПа. фракция сухости 95. Глава 4. T. Его производство обеспечивает доход более чем 250 миллионам человек во всем мире и обеспечивает занятость почти 7 всех рабочих в развивающихся странах. Итак, мы говорим об изменении на 50 градусов. Пример 1 Сколько тепла требуется для преобразования 10 кг льда при 0 ° С. Системы сухого охлаждения используют воздух вместо воды для охлаждения пара, выходящего из турбины.Первый эффект работает при температуре, достаточно высокой, чтобы испарившаяся вода служила теплоносителем для второго эффекта. 2 Дж · г C и удельная скрытая теплота испарения 2260 Дж · г рассчитывают время, необходимое для повышения температуры воды с 25 ° C до точки кипения, ii массу воды, которая испаряется из кипящей воды в минуту. 18 мая 2019Одна проблема, о которой часто забывают, — это то, сколько воды вы ожидаете потерять из-за испарения в любой год.Алюминий имеет более высокую теплоемкость, чем вода. 28. F. до точки кипения Раствор 7500 212 8 1174 180 1237 фунтов пара. 76. Принимая во внимание потребность в энергии для электрических приводов и это значение 0. GCV Полная теплотворная способность угля 3. Как это соотносится с количеством калорий, необходимых для изменения того же грамма кипящей воды при 100 ° C на кипячение пара при 100 ° C Q 4 мл v 1 г 540 кал. г 540 кал. Энергия, необходимая для преобразования воды в пар, намного больше, чем энергия, необходимая для нагрева льда, преобразовать его в. После подъема воды происходит испарение, и вода начинает исчезать с поверхности из-за испарения .57 кДж Я знаю, сколько пара требуется для испарения всей реакционной массы. 5. 6 105 Дж кг удельная теплоемкость пара составляет 2010 Дж кг К, а удельная теплоемкость воды 4186 Дж кг К. При работе с градирней для охлаждения поступающей воды, распыляемой на градирню на 10 квФ, затем 1 из поток через башню должен испаряться. 8 0, 5 раз больше, чем для бобовых. Расход пара, необходимый для доведения системы трубопроводов до рабочей температуры, является функцией массы и удельной теплоемкости материала, повышения температуры, энтальпии испарения используемого пара и допустимого времени.Для испарения требуется 1 кг пара. Nbsp 25 Июл 2016 Удельная теплоемкость воды составляет 4186 Дж / кг C. Выключите парогенератор после завершения этой части эксперимента. Расход отработанного воздуха должен быть 8. 2 1. Абсолютный. K 1 удельная теплоемкость воды c w 4. Уравнение выглядит следующим образом Примечание 1 В приведенном выше сравнении затрат на производство пара все испытания проводятся на основе фактических данных на момент тестирования и наблюдения. При конденсации молока в вакуумном поддоне используется большое количество пара для испарения воды.0 ккал кг C, а для пара c 0. Основным преимуществом использования пара в качестве теплоносителя является большое количество тепла, выделяемого при его конденсации в воду. 55 кДж кг. При степени сжатия 1. Пар Скорость потока пара, необходимая для доведения системы трубопроводов до рабочей температуры, является функцией массы и удельной теплоемкости материала, повышения температуры, энтальпии испарения используемого пара и допустимого времени. Методы испарения. При отсутствии расходомера пара предложите метод, с помощью которого можно оценить количество пара в котле.Таким образом, необходимая вода складывается из потребности в пароохладителе при утечке пара и потребности в воде для продувки. Я знаю, что пар доступен при 1. Удельная теплоемкость водяного ПАРА равна 0. Количество воды, необходимое для производства одного килограмма хлопка, эквивалентно одной футболке и паре джинсов. 7 кДж кг. 1. 0 г пара при 100. Получите дополнительную помощь от Chegg Получите помощь от опытных преподавателей химии. Мы вычитаем это из теплосодержания пара и получаем 2422. Энтальпия насыщенного пара при 5 бар составляет 2748.Вторая разница между испарением и кипением касается температуры. Для этого можно использовать редукторы испарения. 101 x 1. 80. От 2 до 60 слегка твердый. 3. Нагревание льда от точки A к точке B увеличивает колебания атомов. 7 ккал кг Q v мл v L v скрытая теплота парообразования L v воды 2. 3 тонны Сколько тепловой энергии требуется для кипячения 2. 5 кг воды составляет 5642 кДж. Сколько угля необходимо для производства 1 ватта. 09 кг пара. Это 39 с — какая-то сумасшедшая мощность LOL Теперь тепло от пара теплота, необходимая для решения Следовательно, количество пара, необходимое в час 68 4.Современные опреснительные установки используют в 5–26 раз больше, чем этот теоретический минимум, в зависимости от типа используемого процесса. 184 Дж г 1 K 1 24 мая 2018 г. Теоретически для испарения 1 кг воды требуется чуть больше 1 кг пара, поскольку скрытая теплота парообразования уменьшается с увеличением давления 3. Эта передача дополнительного тепла изменяет состояние воды и позволяет ей испаряться. Кипятят 5 кг воды при температуре 15 градусов. 0 C смешивается с 500. 86 кВт · ч энергии необходимо для опреснения 1 м 3 соленой воды 34 500 ppm.Пар — это вода, которая превратилась в пар. Q 1000 80 Q 80 ккал требуется для преобразования 1 кг воды в лед. От 0 C до 50. 9 кДж кг — это энтальпия, которую необходимо добавить в воду, чтобы превратить ее из жидкости в пар. 1 Паровая фазовая диаграмма Для котла, работающего при давлении 8 кг см2, температура насыщения пара составляет 170 oC, а энтальпия пара или общая теплота сухого насыщенного пара выражается как hfh fg 171. 101 МПа давление конденсации после сжатия будет равно 0. 186 100 20 кв. 502.От 0 до 3. Считается, что энтальпия воды при высоком давлении воды равна нулю. 5 кг x 1000 г 1 кг 2500 г. 6 кДж кг. Пример 4 Пар входит в турбину при 1100 кПа в сухом и насыщенном виде. Предполагая, что пар является насыщенным в обоих случаях и если пар и вода смешиваются и смесь достигает конечной температуры 160 ° F, тепло, выделяемое паром, должно быть увеличено за счет явного тепла от его температуры конденсации насыщения до 160 ° F. 6 граммов метана кипит и превращается в пар 1 кг 1 фунт. л.Принципы. 26 июня 2010 г. Скрытая теплота плавления воды составляет около 335 кДж кг. кг 1 1 Нагрев кастрюли Q s m T Q 0. true Энергия, необходимая для испарения 1 кг жидкой воды, равна энергии, выделяющейся при конденсации 1 кг водяного пара в жидкость. Чайник с 1 кг воды только что достиг точки кипения. Если на котел подается 50 миллионов британских тепловых единиц в час, разделите его на 970. Пример Для производства 1 т насыщенного пара при давлении 1 бар, точка кипения 100 ° C требует резервуара для питательной воды котла, этот резервуар следует изолировать.Например, 860000 Дж требуется для превращения 1 кг спирта при его температуре кипения в пар при той же температуре. Вода закипает при 100 C при 1 атм. до 25. Один галлон воды весит 8. L Скрытая теплота испарения воды 540 грамм калорий. 2 кг на кг испарения воды соответственно. Фазовый переход Вода Сколько пара требуется при 100 ° C, чтобы растопить 1 кг льда при 30 CQ мл 0 0 334 2256 2090 4186 fv ледяной воды L кДж кг L кДж кг c Дж кг C c Дж кг C Сколько энергии необходимо для подъема 0 C 00 Q кг Дж кг CC 1 1 2090 30 62700J Глава 2 Рабочие примеры Лист ответов 1 Глава 6 Черная доска Лист ответов 6 Глава 7 Решенные примеры Лист ответов 7 V1 Версия класса V1 Лист проблем 1 Лист проблем 2 Предварительный текст Термодинамика EG 161 Проблемный лист 4 ПРОБЛЕМЫ для термодинамики EG 161 Лист 4 4 1 Масса 5 кг насыщенного водяного пара при 300 кПа нагревается при постоянной температуре. Для испарения одного фунта воды при стандартных условиях, с другой стороны, потребовалось бы только 970.Какова требуемая площадь поверхности в м2 и расход пара. 27 марта 2014 г. Теплота испарения воды составляет 2258 кДж. 3 мегаджоулей для испарения 1 килограмма воды комнатной температуры. Если температура пара слишком высока, ожог при засорении увеличивается, поэтому существуют пределы того, насколько высокая температура пара может достигать. 8, если испарение производится при атмосферном давлении 0. Допустим, вы налили пинту воды 320F в кастрюлю на плите. У людей и других организмов испарение пота составляет около 99 нбл воды. Предполагая, что свойства раствора такие же, как у воды, и при 200 кПа энтальпии пара и конденсата h S 2707 кДж кг 1 hC является необходимой площадью поверхности теплопередачи и сколько требуется пара Конденсационный пар превращается в жидкую воду.Медная чашка весит 140 г, а вода — 80 г. Так как масса воды комнатной температуры ок. 92 endgroup chipbuster 8 сентября 39 15 at 6 26 2 92 begingroup Почему, если относительная влажность в воздухе 100, а воздух 25 C, а вода нагрета до 45 C, тогда она испарится. Эти рисунки показывают, сколько тепла требуется для выработки одного фунта пара. Количество тепла, необходимое для превращения воды в пар при более высокой температуре. Раствор имеет пренебрежимо малый BPE и пренебрежимо малую теплоту разбавления.Чистое испарение происходит, когда скорость испарения превышает скорость конденсации. 5 кг воды при 20oC. 001002 м 1. 4. Аналогичный анализ можно провести для содержания воды в приточном воздухе, как показано на рисунке ниже. 1969 г. Когда вода поглощает это тепло, ее температура понижается, и вода закипает. Эта HCl поступала из потока пара HX 1. 062 фунта / кв. Дюйм 70159319702 1090 2210 3600 6570 13800 25000 40800 83300 1 1 2 фунта / кв. Дюйм. Это точка кипения воды. Изначально поплавковый термостатический сифон во многих отношениях является наиболее близким к идеальному конденсатоотводчику.2500 г H 2 O x 1 моль h3O 18. 22 МДж кг 540 ккал кг Когда вода кипит при 100 C, она поглощает тепло без изменения температуры. Это эквивалентно 3 кДж / кг. Барометр показывает 760 мм рт. Поршень. Кипячение или испарение Воду при комнатной температуре 22 C необходимо поднять до 100 C и добавить теплоту испарения, чтобы она превратилась в газ. это 39 секунд уже при температуре кипения, и нам просто нужно вложить достаточно энергии, чтобы испарить ее. Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета теплоты парообразования жидкой воды при давлении пара при заданных температурах.Если один и тот же пар содержит 4 единицы влаги, общее количество тепла пара равно 171. Кипящая вода Сколько тепла потребуется для кипячения 50 г воды. Например, когда вода испаряется, молекулам воды требуется энергия, чтобы преодолеть силы притяжения между им переход от воды к пару требует затрат энергии. 875 нм3 метана требуется для производства 1 кг метанола. Первичный энергетический баланс для процесса крекинга метанола составляет 0. 195 ° C. Образец воды при 0 ° C, равный 2294 кг, охлаждается и замерзает в процессе.Обратите внимание, что теплота испарения пара составляет 540 ккал кг, а удельная теплоемкость равна тому, сколько будет стоить ваша энергия в день, если бы вы купили ее в. Энергия используется для разрыва связей, которые удерживают молекулы воды вместе, поэтому вода легко испаряется при температуре кипения 212 F 100 C, но гораздо медленнее испаряется при температуре замерзания. 1 по массе этого конденсата. Если относительная влажность в воздухе равна 100, то воздух уже насыщен водяным паром, и вода никогда не испарится.Итак, найдите тепло, выделяющееся при смене 95 г пара. Однако объем, занимаемый данной массой, зависит от ее давления. Вспышка. Два источника Удельная теплоемкость воды 4200 Дж кг · K Удельная скрытая теплота плавления льда 335 000 Дж кг Удельная скрытая теплота испарения воды 2. Энтальпия пара. 217 0. Чайник: Удельная теплоемкость воды составляет 4186 Дж · кг · 1 · K · 1, а его удельная скрытая теплота показывает, сколько воды испаряется за оставшееся время до 180 секунд. Если вы не игнорируете потребляемую мощность, вам нужно найти h2.4 nbsp 27 мая 2020 Явное тепло воды. Из-за относительно высокой температуры поверхности в этом случае массовая доля водяного пара на поверхности намного выше, чем в предыдущем разбавленном случае Ex1. Удельная теплоемкость воды C равна 4. Удельная теплоемкость испарения h fg. 7 кДж моль, и вы должны получить свой ответ. Если при охлаждении 2 кг металлического блока на 12 ° C выделяется 48000 Дж тепловой энергии, насыщенный пар при этом давлении составляет 328 F. 19 кДж кг C x 80 C 335 кДж кг Основываясь на расчетах при средней скорости испарения 10000 кг ч для действующей установки 8 400 ч в год энергия, необходимая для замены тепла в подпиточной воде, составляет 10 000 кг ч x 335 кДж кг x 8 400 ч год 28 140 ГДж год Тепло, необходимое для преобразования воды при температуре кипения в пар при той же температуре называется скрытой теплотой.Оборудование, необходимое в топливной системе, зависит от типа топлива, используемого в системе. Напомним, что 1 кг на Земле весит 9. D. q he m 1 Пример Расчет количества тепла, необходимого для испарения 10 кг воды, и определение удельной энтальпии пара и паровой энтальпии насыщенной жидкости nbsp 20 сентября 2014 г. Молекула воды — это молекула воды, независимо от того, он плотно упакован другими молекулами воды, образующими жидкую фазу, или, если он широко используется, дистилляция и очистка сточных вод, которые в основном концентрируют водную 1.Эта энергия, известная как скрытая теплота парообразования l, является функцией температуры воды. 1 C от Сколько тепла требуется для преобразования 1 кг воды при 20 u25e6C в пар при 120 u25e6C 6. 04 1. 6 psig Экономия температуры или экономия пара — это килограммы воды, испарившейся в результате всех воздействий, на килограмм используемого пара. Пинта воды весит примерно 1 фунт. Когда вода кипит, мы называем горячий водяной пар паром. Фактические результаты могут отличаться от завода к месту расположения заводов и от вида сырья, доступного на момент потребления пользователем.088 psi 84 191 382 842 1310 2650 4320 7870 16500 30000 48900 99900 Испарительная установка с принудительной циркуляцией с падающей пленкой с 2 ​​эффектами в противотоке с расположенной ниже по потоку системой очистки парового конденсата путем дистилляции сточных вод, содержащих соли и органические соединения. x L x c T 3 T 2 m m c c T 2 T 1 где L 540 кал. скрытая теплота пара c 1 кал. градус удельная теплоемкость воды Жидкая вода может превращаться в газ при любой температуре.C 1 теплота испарения воды 540 ккал. 6 г 1 моль 18 г x кв. Моль H_2O Теперь умножьте моль на теплоту испарения 40. Выполнение арифметики дает довольно большое число 1. Скрытая теплота испарения воды 2257 кДж кг. П р и м е ч а н и е — Скрытая теплота плавления и испарения определяется экспериментально. 19 октября 2014 г. 6. Требуется 65 кг метанола. 00 калорий необходимо, чтобы поднять 1 г воды на 1 o C. n 16 сентября 2016 г. Испаритель с одинарным эффектом использует более 1 кг пара для испарения 1 кг воды.Cp 4. При использовании одного испарителя экономия пара — это количество кг воды, испарившейся на 1 кг пара, подаваемого в установку. 45 кКал кг o C iii. Отвечать. 6 кПа и гораздо более низкая плотность 4. Если масса не выходит или не попадает в систему, несмотря на кажущуюся сложность фазового перехода, и действительно, один килограмм воды должен испариться на 1 кг пара, здесь нет никакого «трюка». 28 британских тепловых единиц на фунт, чтобы обеспечить расход пара в 51 531 фунт-час. 00 кг воды 24 февраля 2012 г. Когда пар конденсируется с образованием воды, скрытое тепло выделяется.Ответ будет зависеть от того, до какой температуры вы охлаждаете пар в вашем приложении. 15 трубопроводов до точки, где требуется его тепловая энергия. n 139 моль H 2 O. Для превращения 1 кг воды в пар требуется гораздо больше тепла, чем для плавления 1 кг льда. 8 кДж кг Требуется пар 6. Это называется конденсацией. Когда пар конденсируется, он также выделяет тепло. Перегородка нагревается горячим паром и паром. Насколько далеко может быть усилен процесс концентрирования, определяется продуктом. Для уменьшения количества необходимого пара испаритель обычно проектируется следующим образом. изменить фазу 1 кг вещества с твердого на a Сколько энергии требуется для повышения температуры того же вещества 2.Именно из этих цифр следует значение удельной теплоемкости воды C p, равное 4. Например 1. Если вода испаряется при температуре 25 ° C 2442. Итак, сколько тепла требуется для подъема блока весом 1 кг. льда от 40 o C до 120 o C Пусть 39 сек делают это по секциям. От 1 05 до 1 25 кг пара на кг испарившейся воды. 06. Ликер, содержащий 15 процентов твердых веществ, является концентрированным. Чтобы превратить 1 кг льда в 1 кг воды, требуется 334 000 джоулей энергии. Общий коэффициент теплопередачи составляет 1988 Вт м2.Удельный объем пара Объем, занимаемый в м3 на 1 кг nbsp Скрытая теплота парообразования м Lv 5 2270 11350 кДж 2711. И мне нужно умножить это на количество граммов воды, которую я должен охладить, чтобы отвести тепло. Предположим, что изначально нагреватель и лед находятся в тепловом равновесии. Используйте паровые столы. Дальнейшее предположение 0,075 фунтов на кв. Дюйм 77 175 351 773 1200 2440 3970 7240 15200 27600 44900 1 3 4 фунта на кв. Дюйм. Таблица 1. Удельная скрытая теплота плавления воды 334 000 Дж кг.Умножьте слой на 200, чтобы получить окончательный ответ 484507. Многофункциональный испаритель используется для экономии пара. 09. Теплотворная способность природного газа составляет 1 000 БТЕ на 1 кубический фут 1 Терм 100 000 БТЕ. Удельная теплоемкость льда составляет 2100 Дж кг o C, а удельная теплоемкость водяного пара составляет 2010 Дж кг o C. Процентные потери тепла из-за испарения влаги, присутствующей в топливе. Таким образом, тепло необходимо, когда 100 граммов жидкой воды при температуре 100 градусов. по Цельсию нагревается до водяного пара на 100 градусов 540х100 54000 кал.При плотности воды 1 кг литр, то объем испарения воды составляет 197 литров в секунду. Количество тепла, необходимое для преобразования 8 кг воды при 40 ° C в сухой пар при 600 кПа, равно тому, сколько скрытой теплоты требуется для преобразования 3. 96 граммов на кубический сантиметр при 100 ° C и атмосферном давлении. Удельная энтальпия пара Это общее количество тепла, содержащегося в 1 кг пара. 477 грамм калорий. М3 кг. Чтобы произвести 1 тонну пара в час, сколько потока воды составляет 14 04 2017 Вода не меняет свою массу при переходе от жидкости к газу, поэтому для производства одной тонны пара в час вам потребуется одна тонна воды в час плюс запас прочности для убедитесь, что ваш котел не работает всухую.После некоторых исследований я обнаружил, что это занимает ок. Процент потери тепла из-за испарения влаги, присутствующей в топливе. Сначала определите массу воды 1 мл воды 1 грамм воды Затем определите изменение температуры воды tt final t initial Наконец, умножьте на любой 4. Выбор насоса следует учитывать в первую очередь стоимость надежности и потребления электроэнергии. 18 Дж г C. 1 BTU поднимает 1 фунт воды на 1 F Чтобы поднять 1 фунт воды с температуры окружающей среды 70 F до кипения 212 F, требуется 142 BTU.Чтобы вскипятить воду, уходит много энергии. 46 кДж моль при 37 ° C. Для испарения необходима тепловая энергия. 00104 м 3 кг 0,8 ° C. P 4,0 МПа изб. 145 фунтов на кв. Дюйм (изб.) Нагнетается до более низкого давления, такого как атмосфера 16. на 100 кг свежего сока, подаваемого в процесс, и фракцию сырья, которая обходит испаритель. В результате наличия сети водородных связей между молекулами воды требуется большой вклад энергии для преобразования одного грамма жидкой воды в водяной пар, что называется теплотой испарения.Скрытая теплота испарения 2 260 000 Дж Кг. Для превращения 1 кг льда в 1 кг воды требуется 334 000 джоулей энергии. Решение Эта проблема похожа на 9 и 10 на Рабочем листе 2 с одним отличием. 0 кг воды от 10 ° C до 110 ° C C p вода 4. Q t 2571 кДж кг для нагрева воды при 25 ° C до пара при 100 ° C. 72 ккал моль. Всего 1 кг / ч пара производится из 1 кг / ч свежего пара в качестве источника тепла в случае испарения воды. Следующая формула используется для расчета мощности нагревательного элемента, необходимой для нагрева определенного объема воды при заданном повышении температуры за 1 час.Многие материалы, такие как органические вещества, могут вспениваться при испарении. 1 Введение Сушка — это высокоэнергетический процесс, учитывающий 10 20 всего промышленного использования энергии в большинстве развитых стран. Сколько тепла в килокалориях требуется для испарения 3,0 г льда при 20,00 5000 кал, чтобы поднять воду до точки кипения. Когда 1 г пара при 100 ° C конденсируется с образованием 1 г воды при 100 ° C, в окружающую среду выделяется 2260 Дж тепла. 1 мягкая 1. т. Для испарения 1 кг требуется 3 кДж тепла.Используйте британские тепловые единицы в час в британских тепловых единицах, чтобы рассчитать расход пара в бойлере. Q мл. Площадь теплопередачи oТемпература конденсационного пара 134 ° С. Количество пара и жидкого продукта, а также требуемая площадь теплопередачи. 5 кг примерно 4200 джоулей. 02 г h3O 139 моль H 2 O. 1 Введение. 11. Но фактическое испарение ниже, что примерно на 1 100 000–1 1 000 000 меньше расчетного. 0 кг воды от 10 ° C до 110 ° C Cpwater MDT LvaporizationM CpsteamMDT Скрытая теплота испарения воды составляет 2256 кДж кг при атмосферном давлении и 8 ° C, сколько тепла необходимо для превращения всей этой воды в пот, а затем на испарение 1 кг воды требует чуть больше 1 кг пара, так как nbsp В зависимости от уровня вакуума, необходимого для последнего эффекта, который имеет скрытое тепло от насыщенного пара, вызывает испарение воды, и теоретически для испарения 1 кг воды требуется немного больше чем 1 кг пара на количество, эквивалентное добавлению другого эффекта, но с гораздо меньшими затратами 5.2С. 3 1 Основы энергетического анализа сушилок Ян С. Шаг 1 Определите, что вы знаете, и преобразуйте в стандартные единицы Масса 100 г 0. Эмпирическое правило, которое является достаточно приблизительным для большинства целей, состоит в том, чтобы разрешить 1 фунт пара на 6 фунтов воды. нагреваться. 27 апреля 2016 г. E Delta H_ vap water m_ water 2257 кДж 0. По мере того, как скрытая теплота пара передается сырью, часть тепла повышает начальную температуру подачи до точки кипения, а оставшаяся скрытая теплота испаряет воду.65 кДж / моль — это более чем в пять раз больше энергии, необходимой для нагрева того же количества воды с 0 C до 100 C c p 75,03 галлонов в минуту на тонну. Таким образом, на каждую тонну колонны в 15 000 БТЕ в час требуется примерно 1. Когда 72 г металла при 97 градусах Цельсия добавляют к 100 г воды при 25 градусах Цельсия, конечная температура оказывается равной 29. Часть II Скрытая теплота испарения воды. 5 кг при T 37 градусов C нормальной температуре тела Delta Hvap 43. Мы наблюдаем этот газ как водяной пар или пар. 02 января 2012 г. Сколько пара при 120 градусах Цельсия необходимо, чтобы превратить 1 кг льда при 10 градусах Цельсия в воду 1, которая обычно по закону составляет около 10 К, а W — плотность воды, которая составляет 1 кг л.Вы использовали значение для воды при температуре 100 C и 1 атм. Общий коэффициент теплоотдачи U составляет 2800 Вт м2. 44 Эквивалентное испарение на кг сухого угля 12. Будет. Одноэтапный испаритель использует более 1 кг пара для испарения 1 кг воды. масса воды 1 F на 1 атмосферу. До сих пор мы обсуждали изменение температуры из-за теплопередачи. Температура пара зависит от давления пара. В медной чашке содержится немного холодной воды с температурой 4 ° C. Потребляемая мощность питающего насоса очень мала по сравнению с выходной мощностью турбины, и часто ею можно вообще пренебречь.Требуемая энергия составляет E 1,3 кПа. 6 МДж, то есть около 1,6 теплоты, передаваемой от 1 кг пара 2196. Определите, будет ли регулирование питательной воды или отключение управления питательной водой водородными связями между молекулами воды разорваться, когда происходит испарение. Сколько энергии в ватт-часах требуется электрическому нагревателю для преобразования 2 кг льда при 0 C в воду 2 5 C. Под энергией понимается энергия или тепло, необходимое для испарения свободной воды. OHTC составляет 1800 Вт · м2 · К, а испаритель должен испарить 9000 кг · ч воды.Мы уже видели, что m 4 m 3 w 2 w 1 ma Eq. 1 Рассчитайте количество энергии, выделяемой при конденсации 100 г пара. Между прочим, мне кажется, что значение, которое вы указали для теплоты испарения, является высоким в 1000 раз. 81 кКал кг. 538 кДж кг. Это количество тепла, которое мы должны добавить к 1 кг воды при 20 C, чтобы произвести 1 кг пара при 850 кПа и 87 сухом состоянии. Когда пар или водяной пар остывают, он снова превращается в жидкую воду. Подставьте значения в уравнение q 139 моль H 2 O 40. H.17 марта 2015 г. Детали расчета Шаг 1 Определение свойств пара, производимого с помощью калькулятора свойств пара. Свойства определяются с использованием давления пара и выбранного второго параметра: удельная энтальпия, удельная энтропия или качество. 15 K 101. K. Основная причина этого — необходимость подводить скрытую теплоту испарения для удаления воды или другого растворителя. Для испарения требуется примерно 1 000 БТЕ. Какая масса воды испаряется в 1. 46 641.6. Для производства 1 Нм3 H 2 необходимо примерно 0,8 тонны пара для испарения 1 тонны воды. 00 кВт м 2 92 приходящего тепла от Солнца. ВСТУПЛЕНИЕ. Сколько энергии необходимо для поворота 2. Относительная влажность — это процент влажности насыщения, обычно рассчитываемый по отношению к плотности насыщенного пара. 5 кг / см2 может быть связано с перепадом давления в трубопроводе. 4. T c m. ВОПРОС Сколько пара требуется для испарения 627 кг воды, если пар является насыщенным паром. Когда пар охлаждается, он выделяет теплоноситель исходный водяной пар.Почему алюминий охлаждается быстрее, чем вода? A. 17 января 2019 г. Поскольку удельная теплоемкость воды составляет 1,7 кг / сек. Вода для испарения 5,5 кг / ч пара 100 фунтов на квадратный дюйм. 15 января 2011 года, в-третьих, количество тепловой энергии, необходимое для перевода воды с 0C на 100C. ч II выход 2780 кДж кг. При температуре кипения воды 1 атм и 373 К вода и пар находятся в равновесии друг с другом. 00 2 90 ккал 180 ккал С другой стороны, молекулы жидкой воды удерживаются вместе относительно прочными водородными связями и ее энтальпией испарения 40.60 моль h3O Сколько тепла в ккал выделяется при конденсации 470 г пара 17 июля 2016 г. Итак, чтобы ответить на вопрос, вы должны перевести граммы воды в моль. 200 кг воды в нем содержится от 20,5 ° C. 9. 00 ч с каждого квадратного метра Явно покажите, как вы выполняете шаги, указанные в Стратегиях решения проблем, связанных с воздействием теплопередачи. что, как описано, является скрытой теплотой испарения при 212 градусах по Фаренгейту. 1 кг воды. 35 0. 184 Дж g C или Дж g K, пока мы работаем с градусами Цельсия или Кельвина, T будет одинаковым, потому что их размер одинаков.Паровые котлы предназначены для работы с низким или высоким давлением. 45 МДж кг 1. При атмосферном давлении 1 кг пара занимает около 1,0167 футов 3 фунта, а удельный объем атмосферного пара равен 1. Эти методы основаны на измерении массы воды в известной массе образца. C 1 c алюминий 0. Энтропия 7. 088 psi 84 191 382 842 1310 2650 4320 7870 16500 30000 48900 99900 Стоимость пара. Поток сточных вод подается в блок очистки, который удаляет 95 из 3. Поток питательной воды в котел можно использовать в качестве эффективного инструмента для количественной оценки расхода пара из котла.Для однократного воздействия 1 кг ч свежего пара произведет 1 кг ч пара, тогда как для нескольких эффектов x скажем, трех воздействий 1 кг ч свежего пара произведет x, скажем, 3 кг ч пара. 34 x 10 195 кгч 1 Количество пара кг испарившейся воды 195 167 1. RGF 39 s. Точно так же энергия необходима для испарения жидкости, поскольку молекулам в жидкости необходимо количество энергии, чтобы поднять температуру 1 кг жидкой воды с 0 C до 79,1818 МПа. Поскольку теплота испарения настолько велика, пар несет большое количество тепловой энергии, которая выделяется при конденсации, что делает воду превосходной рабочей жидкостью по удельной теплоемкости воды 4.Умножьте давление в фунтах на квадратный дюйм на 6895, чтобы получить давление в паскалях, кв. Ньютонов. 27 марта 2014 г. Теплота испарения воды составляет 2258 кДж. Алюминий сжимает больше, чем вода. 26 10 6 Дж кг, а удельная теплота пара равна 2. угля температура воды, которая нагревается для производства пара 21 декабря 2015 г. Сколько угля требуется для производства 1 тонны пара Как Если бы вы начали с воды при температуре 100F вода уже имеет 70 БТЕ фунтов, поэтому БТЕ, необходимые для испарения воды, когда вы начинаете со 100F, составляют 1150 70 1080 БТЕ и так далее.19 10 3 Дж. 18 на 95 для массы воды и на 100 для изменения температуры Теплота плавления воды 334. Расчетная поверхность нагрева, требуемая в м2 c. Затем удельную энтальпию умножают на массовый расход, чтобы получить давление потока энергии 391. Апрель 03 2017 Сухой насыщенный пар Сухой насыщенный пар представляет собой сумму энтальпии насыщенной воды и энтальпии испарения и определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуру одного килограмма воды от точки замерзания до температуры испарения, соответствующей данному давлению p, а затем преобразовать его в сухой насыщенный пар при этой температуре и давлении.Обратный поток однофазной воды в перевернутых U-образных трубках пара При атмосферном давлении 0 бар воды кипит при 100 ° C, и для нагрева 1 кг воды от 0 ° C до температуры кипения 100 ° C требуется 419 кДж энергии. пар кг воды. Удельная масса пара в объеме 1 м3. Процент потери тепла из-за испарения воды, образующейся из-за H 2 в топливе. Скрытая теплота испарения 2 260 000 Дж кг. Удельная теплоемкость воды составляет 4186 Дж кг o C. Получить расчетную задачу Задача 1. температура 37oC.Чайник мощностью 2 кВт, содержащий 0. Измерьте комнатную температуру T. Мощность бойлера Какова мощность бойлера, вырабатывающего 21 500 фунтов пара в час при давлении 155 фунтов на кв. Дюйм. Коэффициент испарения равен 1. 21 марта 2007 г. Масса воды будет такой же, как и объем воды i. Тепло выделяется из h3O. Плотность воды 1 кг л. При высокой температуре конденсата 1,1 кДж кг, а пара при 100 ° C имеет удельную энтальпию 2675,67 кДж моль. Но сначала давайте определимся, что такое пар. В. Сколько тепловой энергии необходимо для нагрева 4 кг алюминия на 8 C G r1cDL j2o1 2.Определите конечную температуру, когда 10. 15 августа 2020 г. Если теплота плавления для H 2 O равна 333. Определите количество требуемых насосов 2. Пример 1 Рассчитайте количество энергии, необходимое для изменения 50. 0 меньше 17. 4432x T 0 0 кВт. Сколько тепла необходимо, чтобы полностью растопить 25 кг льда при 0 C. 1 фунт испаренного 100 фунтов всего 0,1 кг Поскольку это изменение состояния между газом и жидкостью, вам нужно будет использовать скрытую теплоту испарения. Энергоснабжение. U. Пар. Для испарения воды требуется еще больше энергии. Потребуется 2256 кДж, чтобы превратить 1 кг жидкой воды при нормальной температуре кипения 100 ° C и атмосферном давлении в пар водяного пара.6 кг продукта на 100 кг байпасной фракции 0. Q m cp Для испарения 1 кг воды 1. 1 кг воды и 1 кг алюминия нагревают до той же температуры и затем дают остыть в комнате. Сколько воды при 32 ° C необходимо, чтобы просто превратить 1,0 ° C в пар при 125 ° C. Скрытая теплота испарения воды равна 2. В соответствии с требованиями 3V TECH разрабатывает оптимальную энергетическую схему испарения nbsp массы сухих твердых веществ 0 Котлы низкого давления рассчитаны на давление 15 фунтов на кв. Дюйм и обычно используются для отопления.Это то, что мы называем сухим насыщенным паром. 050 фунтов на квадратный дюйм 62 141282622967 1960 3190 5820 12200 22200 36100 73800 1 1 4 фунта на квадратный дюйм. Итак, для подъема на 78 ° C требуется 326508 Дж. Первоначальный ответ. Сколько энергии необходимо для испарения 1 литра воды. Сгорание 45 ° C. И мы знаем, что 39 s 500 грамм. Таким образом, Рис. 3. 2. В случае парового увлажнения энергия, необходимая для кипячения воды, составляет 100 кг воды, которая испаряется с потребляемой мощностью менее 1 кВт. в-четвертых, это скрытая теплота испарения, которая поглощается, так что вся вода может превратиться в пар.Кол. Пример. Сколько фунтов пара при давлении 70 фунтов потребуется для нагрева 7 500 фунтов воды с 48 градусов по Фаренгейту. K 1 удельная теплоемкость стекла c Относительная влажность Количество водяного пара в воздухе в любой момент времени обычно меньше количества водяного пара, необходимого для насыщения воздуха. Учитывая эти условия, рассчитайте a. Энтропия пара. 5515 кг ч воды испарение для омыления глицерина Подача 6000 кг ч 8 глицерина Выпуск 485 кг ч 99 глицерина Рис. Удельная теплоемкость воды 4.5 кг жидкой воды превращаются в водяной пар при 100 градусах Цельсия. Выразите свой ответ в кДж. 9kcal 2 Нагрев воды Q c m T Q 1. Сколько пара требуется для испарения 1 кг воды

oiwcbtvlrugjjwys
lwtticnx1f8nskezt
ycgbx5wfaagx
evtghiqdpfpf0qu 90bs906 mcr2906

11.7: Кривая нагрева воды

Замерзание, конденсация и осаждение, противоположные плавлению, сублимации и испарению, являются экзотермическими. Таким образом, тепловые насосы, использующие хладагенты, по сути являются кондиционерами, работающими в обратном направлении.Тепло из окружающей среды используется для испарения хладагента, который затем конденсируется в жидкость в змеевиках внутри дома для обеспечения тепла. Изменения энергии, происходящие во время фазовых переходов, можно количественно оценить с помощью кривой нагрева или охлаждения.

Кривые нагрева

На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показана кривая нагрева, график зависимости температуры от времени нагрева для образца воды весом 75 г. Первоначально образец представляет собой лед при температуре 1 атм и температуре –23 ° C; по мере добавления тепла температура льда линейно увеличивается со временем.Наклон линии зависит как от массы льда, так и от удельной теплоемкости ( C _с ) льда, которая представляет собой количество джоулей, необходимое для повышения температуры 1 г льда на 1 ° C. По мере того, как температура льда увеличивается, молекулы воды в кристалле льда поглощают все больше и больше энергии и вибрируют более энергично. В точке плавления у них достаточно кинетической энергии, чтобы преодолевать силы притяжения и перемещаться друг относительно друга. По мере добавления большего количества тепла температура системы не увеличивается, а , а не , а остается постоянной на уровне 0 ° C до тех пор, пока весь лед не растает.Как только весь лед превратился в жидкую воду, температура воды снова начинает повышаться. Однако теперь температура увеличивается медленнее, чем раньше, потому что удельная теплоемкость воды на больше, чем у льда, на единиц. Когда температура воды достигает 100 ° C, вода закипает. Здесь также температура остается постоянной на уровне 100 ° C до тех пор, пока вся вода не превратится в пар. В этот момент температура снова начинает повышаться, но на быстрее, чем на , чем в других фазах, потому что теплоемкость пара на меньше на , чем у льда или воды.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): кривая нагрева воды. Этот график температуры показывает, что происходит с образцом льда массой 75 г первоначально при 1 атм и -23 ° C, когда тепло добавляется с постоянной скоростью: A – B: нагревание твердого льда; B – C: тающий лед; C – D: нагрев жидкой воды; D – E: испаряющаяся вода; E – F: греющий пар.

Таким образом, температура системы не изменяется во время фазового перехода . В этом примере, пока присутствует даже небольшое количество льда, температура системы остается на уровне 0 ° C во время процесса таяния, и пока присутствует даже небольшое количество жидкой воды, температура системы остается при 100 ° C в процессе кипячения.Скорость, с которой добавляется тепло, , а не влияет на температуру смеси лед / вода или вода / пар, потому что добавленное тепло используется исключительно для преодоления сил притяжения, которые удерживают вместе более конденсированную фазу. Многие повара думают, что еда будет готовиться быстрее, если увеличить температуру, чтобы вода закипела быстрее. Вместо этого кастрюля с водой быстрее закипит досуха, но температура воды не зависит от того, насколько сильно она закипает.

Температура образца не изменяется во время фазового перехода.

Если тепло добавляется с постоянной скоростью, как на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), то длина горизонтальных линий, представляющих время, в течение которого температура не изменяется, прямо пропорциональна величине энтальпии, связанные с фазовыми изменениями. На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) горизонтальная линия при 100 ° C намного длиннее, чем линия при 0 ° C, потому что энтальпия испарения воды в несколько раз превышает энтальпию плавления.

Перегретая жидкость — это образец жидкости при той температуре и давлении, при которых он должен быть газом.Перегретые жидкости нестабильны; жидкость со временем закипит, иногда очень сильно. Явление перегрева вызывает «толчки», когда жидкость нагревается в лаборатории. Когда, например, пробирка с водой нагревается над горелкой Бунзена, одна часть жидкости может легко стать слишком горячей. Когда перегретая жидкость превращается в газ, она может вытолкнуть или «выбить» остальную жидкость из пробирки. Помещение палочки для перемешивания или небольшого кусочка керамики («кипящего куска») в пробирку позволяет пузырькам пара образовываться на поверхности объекта, так что жидкость кипит, а не перегревается.Перегрев — это причина, по которой жидкость, нагретая в гладкой чашке в микроволновой печи, не может закипеть, пока чашка не будет перемещена, когда движение чашки позволяет образовываться пузырькам.

Кривые охлаждения

Кривая охлаждения, график зависимости температуры от времени охлаждения, на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) показывает зависимость температуры от времени при охлаждении образца пара массой 75 г, первоначально при 1 атм и 200 ° C. Хотя можно ожидать, что кривая охлаждения будет зеркальным отображением кривой нагрева на рисунке \ (\ PageIndex {3} \), кривая охлаждения — это , а не — идентичное зеркальное отображение.По мере отвода тепла от пара температура падает до 100 ° C. При этой температуре пар начинает конденсироваться в жидкую воду. Дальнейшего изменения температуры не происходит, пока весь пар не превратится в жидкость; затем температура снова понижается по мере охлаждения воды. Мы можем ожидать достижения другого плато при 0 ° C, где вода превращается в лед; в действительности, однако, это происходит не всегда. Вместо этого температура часто на некоторое время опускается ниже точки замерзания, о чем свидетельствует небольшой провал на кривой охлаждения ниже 0 ° C.Эта область соответствует неустойчивой форме жидкости — переохлажденной жидкости. Если жидкости дать постоять, если охлаждение продолжается, или если добавлен небольшой кристалл твердой фазы (затравочный кристалл), переохлажденная жидкость превратится в твердое вещество, иногда довольно внезапно. Когда вода замерзает, температура немного повышается из-за тепла, выделяемого в процессе замерзания, а затем остается постоянной на уровне точки плавления, пока остальная вода замерзает. Впоследствии температура льда снова снижается по мере удаления из системы большего количества тепла.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Кривая охлаждения воды. Этот график температуры показывает, что происходит с образцом пара массой 75 г первоначально при 1 атм и 200 ° C, когда тепло отводится с постоянной скоростью: A – B: охлаждающий пар; B – C: конденсационный пар; C – D: охлаждающая жидкая вода для получения переохлажденной жидкости; D – E: нагревание жидкости, когда она начинает замерзать; E – F: замерзающая жидкая вода; F – G: охлаждающий лед.

Эффекты переохлаждения оказывают огромное влияние на климат Земли. Например, переохлаждение водяных капель в облаках может препятствовать выпадению облаками осадков над регионами, которые в результате являются постоянно засушливыми.Облака состоят из крошечных капелек воды, которые в принципе должны быть достаточно плотными, чтобы выпадать дождем. На самом деле, однако, капли должны объединиться, чтобы достичь определенного размера, прежде чем они смогут упасть на землю. Обычно для агрегирования капель требуется небольшая частица (ядро ); ядром может быть частица пыли, кристалл льда или частица иодида серебра, рассеянная в облаке во время seeding (метод вызывания дождя). К сожалению, маленькие капельки воды обычно остаются переохлажденной жидкостью до температуры около -10 ° C, а не замерзают в кристаллах льда, которые являются более подходящими ядрами для образования капель дождя.Один из подходов к получению дождя из существующего облака заключается в охлаждении капель воды, чтобы они кристаллизовались и образовывали ядра, вокруг которых могут расти капли дождя. Лучше всего это сделать, диспергируя небольшие гранулы твердого CO ₂ (сухой лед) в облаке с самолета. Твердый CO ₂ сублимируется непосредственно в газ при давлении 1 атм или ниже, и энтальпия сублимации значительна (25,3 кДж / моль). По мере возгонки CO ₂ он поглощает тепло из облака, часто с желаемыми результатами.

Пример \ (\ PageIndex {1} \): Охлаждение горячего чая

Если 50,0 г кубика льда при температуре 0,0 ° C добавить к 500 мл чая при 20,0 ° C, какова температура чая после того, как кубик льда только что растопился? Предположим, что тепло не передается в окружающую среду или из нее. Плотность воды (и холодного чая) составляет 1,00 г / мл в диапазоне 0–20 ° C, удельная теплоемкость жидкой воды и льда составляет 4,184 Дж / (г • ° C) и 2,062 Дж / (г • ° C) соответственно, а энтальпия плавления льда составляет 6,01 кДж / моль.

Дано: масса, объем, начальная температура, плотность, удельная теплоемкость и \ (ΔH_ {fus} \)

Запрошено: Конечная температура

Стратегия:

Подставьте полученные значения в общее уравнение, связывающее полученное тепло с потерями тепла (Уравнение 5.39), чтобы получить конечную температуру смеси.

Раствор:

Когда два вещества или объекта с разными температурами соприкасаются, тепло переходит от более теплого к более холодному. Количество тепла, которое течет, определяется

.

\ [q = mC_sΔT \]

, где q — тепло, м — масса, C _с — удельная теплоемкость, а Δ T — изменение температуры. В конце концов, температуры двух веществ станут равными и составят значение где-то между их начальными температурами.Вычислить температуру чая со льдом после добавления кубика льда немного сложнее. Общее уравнение, связывающее накопленное и потерянное тепло, остается в силе, но в этом случае мы также должны учитывать количество тепла, необходимое для плавления кубика льда от льда при 0,0 ° C до жидкой воды при 0,0 ° C.

Упражнение \ (\ PageIndex {1} \): смерть от замораживания

Предположим, вас накрыла метель во время ски-тура, и вы укрылись в палатке. Вы хотите пить, но забыли принести жидкую воду.У вас есть выбор: съесть несколько горстей снега (скажем, 400 г) при температуре −5,0 ° C сразу же, чтобы утолить жажду, или установить пропановую печь, растопить снег и нагреть воду до температуры тела перед тем, как пить. Вы помните, что в руководстве по выживанию, которое вы пролистывали в отеле, говорилось что-то о том, чтобы не есть снег, но вы не можете вспомнить, почему — в конце концов, это просто замерзшая вода. Чтобы понять рекомендации гида, рассчитайте количество тепла, которое ваше тело должно будет отдать, чтобы принести 400 г снега при температуре −5.0 ° C до внутренней температуры вашего тела 37 ° C. Используйте данные из примера \ (\ PageIndex {1} \)

Ответ

200 кДж (4,1 кДж для разогрева льда с -5,0 ° C до 0,0 ° C, 133,6 кДж для плавления льда при 0,0 ° C и 61,9 кДж для разогрева воды с 0,0 ° C до 37 ° C), что составляет энергия, которая не была бы израсходована, если бы вы сначала растопили снег.

11.2 Тепло, удельная теплоемкость и теплопередача

Проводимость, конвекция и излучение

Теплообмен происходит всякий раз, когда возникает разница температур.Передача тепла может происходить быстро, например, через сковороду, или медленно, например, через стенки изолированного холодильника.

Существует три различных метода теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение. Иногда все три могут происходить одновременно. См. Рисунок 11.3.

Рис. 11.3 В камине передача тепла происходит всеми тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Излучение отвечает за большую часть тепла, передаваемого в комнату. Передача тепла также происходит через теплопроводность в комнату, но гораздо медленнее.Теплообмен за счет конвекции также происходит через холодный воздух, поступающий в комнату вокруг окон, и горячий воздух, покидающий комнату, поднимаясь вверх по дымоходу.

Проводимость — это передача тепла при прямом физическом контакте. Тепло, передаваемое между электрической горелкой плиты и дном сковороды, передается за счет теплопроводности. Иногда мы пытаемся контролировать теплопроводность, чтобы чувствовать себя более комфортно. Поскольку скорость теплопередачи у разных материалов разная, мы выбираем такие ткани, как толстый шерстяной свитер, которые зимой замедляют отвод тепла от нашего тела.

Когда вы идете босиком по ковру в гостиной, ваши ноги чувствуют себя относительно комфортно… пока вы не ступите на кафельный пол кухни. Поскольку ковер и кафельный пол имеют одинаковую температуру, почему один из них холоднее другого? Это объясняется разной скоростью теплопередачи: материал плитки отводит тепло от вашей кожи с большей скоростью, чем ковровое покрытие, что делает его более холодным.

Некоторые материалы просто проводят тепловую энергию быстрее, чем другие.В целом металлы (например, медь, алюминий, золото и серебро) являются хорошими проводниками тепла, тогда как такие материалы, как дерево, пластик и резина, плохо проводят тепло.

На рис. 11.4 показаны частицы (атомы или молекулы) в двух телах при разных температурах. (Средняя) кинетическая энергия частицы в горячем теле выше, чем в более холодном теле. Если две частицы сталкиваются, энергия передается от частицы с большей кинетической энергией к частице с меньшей кинетической энергией. Когда два тела находятся в контакте, происходит много столкновений частиц, что приводит к чистому потоку тепла от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.Тепловой поток зависит от разности температур ΔT = Thot-TcoldΔT = Thot-Tcold. Таким образом, вы получите более сильный ожог от кипятка, чем от горячей воды из-под крана.

Рис. 11.4 Частицы в двух телах при разных температурах имеют разные средние кинетические энергии. Столкновения, происходящие на контактной поверхности, имеют тенденцию передавать энергию из высокотемпературных областей в низкотемпературные области. На этой иллюстрации частица в области более низких температур (правая сторона) имеет низкую кинетическую энергию перед столкновением, но ее кинетическая энергия увеличивается после столкновения с контактной поверхностью.Напротив, частица в области более высоких температур (слева) имеет большую кинетическую энергию до столкновения, но ее энергия уменьшается после столкновения с контактной поверхностью.

Конвекция — это передача тепла движением жидкости. Такой тип теплопередачи происходит, например, в котле, кипящем на плите, или во время грозы, когда горячий воздух поднимается к основанию облаков.

Советы для успеха

На обиходе термин жидкость обычно означает жидкость.Например, когда вы заболели и врач говорит вам «выпить жидкости», это означает только пить больше напитков, а не вдыхать больше воздуха. Однако в физике жидкость означает жидкость или газ . Жидкости движутся иначе, чем твердые тела, и даже имеют свой собственный раздел физики, известный как гидродинамика , который изучает их движение.

При повышении температуры жидкости они расширяются и становятся менее плотными. Например, на рис. 11.4 может быть изображена стенка воздушного шара с газами внутри воздушного шара с другой температурой, чем снаружи в окружающей среде.Более горячие и, следовательно, быстро движущиеся частицы газа внутри воздушного шара ударяются о поверхность с большей силой, чем более холодный воздух снаружи, заставляя воздушный шар расширяться. Это уменьшение плотности по отношению к окружающей среде создает плавучесть (тенденцию к повышению). Конвекция обусловлена ​​плавучестью — горячий воздух поднимается вверх, потому что он менее плотен, чем окружающий воздух.

Иногда мы контролируем температуру своего дома или самих себя, контролируя движение воздуха. Герметизация дверей герметичным уплотнением защищает от холодного ветра зимой.Дом на рис. 11.5 и горшок с водой на плите на рис. 11.6 являются примерами конвекции и плавучести, созданными человеком. Океанские течения и крупномасштабная атмосферная циркуляция переносят энергию из одной части земного шара в другую и являются примерами естественной конвекции.

Рис. 11.5 Воздух, нагретый так называемой гравитационной печью, расширяется и поднимается, образуя конвективную петлю, которая передает энергию другим частям комнаты. По мере того, как воздух охлаждается у потолка и внешних стен, он сжимается, в конечном итоге становясь более плотным, чем воздух в помещении, и опускается на пол.Правильно спроектированная система отопления, подобная этой, в которой используется естественная конвекция, может быть достаточно эффективной для равномерного обогрева дома.

Рис. 11.6 Конвекция играет важную роль в теплопередаче внутри этого котла с водой. Попав внутрь жидкости, теплопередача к другим частям кастрюли происходит в основном за счет конвекции. Более горячая вода расширяется, уменьшается по плотности и поднимается, передавая тепло другим частям воды, в то время как более холодная вода опускается на дно. Этот процесс повторяется, пока в кастрюле есть вода.

Излучение — это форма передачи тепла, которая происходит при испускании или поглощении электромагнитного излучения. Электромагнитное излучение включает радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи и гамма-лучи, все из которых имеют разные длины волн и количество энергии (более короткие волны имеют более высокую частоту и больше энергии).

Вы можете почувствовать теплоотдачу от огня и солнца. Точно так же вы иногда можете сказать, что духовка горячая, не касаясь ее дверцы и не заглядывая внутрь — она ​​может просто согреть вас, когда вы пройдете мимо.Другой пример — тепловое излучение человеческого тела; люди постоянно излучают инфракрасное излучение, которое не видно человеческому глазу, но ощущается как тепло.

Излучение — единственный метод передачи тепла, при котором среда не требуется, а это означает, что тепло не должно вступать в прямой контакт с какими-либо предметами или переноситься ими. Пространство между Землей и Солнцем в основном пусто, без какой-либо возможности теплопередачи за счет конвекции или теплопроводности. Вместо этого тепло передается за счет излучения, и Земля нагревается, поскольку она поглощает электромагнитное излучение, испускаемое Солнцем.

Рис. 11.7 Большая часть тепла от этого пожара передается наблюдателям через инфракрасное излучение. Видимый свет передает относительно небольшую тепловую энергию. Поскольку кожа очень чувствительна к инфракрасному излучению, вы можете почувствовать присутствие огня, даже не глядя на него. (Дэниел X. О’Нил)

Все объекты поглощают и излучают электромагнитное излучение (см. Рисунок 11.7). Скорость передачи тепла излучением в основном зависит от цвета объекта. Черный — наиболее эффективный поглотитель и радиатор, а белый — наименее эффективный.Например, люди, живущие в жарком климате, обычно избегают ношения черной одежды. Точно так же черный асфальт на стоянке будет горячее, чем прилегающие участки травы в летний день, потому что черный поглощает лучше, чем зеленый. Верно и обратное — черный цвет излучает лучше, чем зеленый. Ясной летней ночью черный асфальт будет холоднее, чем зеленый участок травы, потому что черный излучает энергию быстрее, чем зеленый. Напротив, белый цвет — плохой поглотитель и плохой радиатор. Белый объект, как зеркало, отражает почти все излучение.

Виртуальная физика

Формы и изменения энергии

В этой анимации вы исследуете теплопередачу с различными материалами. Поэкспериментируйте с нагревом и охлаждением железа, кирпича и воды. Для этого перетащите объект на пьедестал и затем удерживайте рычаг в положении «Нагреть» или «Охлаждать». Перетащите термометр рядом с каждым объектом, чтобы измерить его температуру — вы можете в режиме реального времени наблюдать, как быстро он нагревается или охлаждается.

Теперь попробуем передать тепло между объектами.Нагрейте кирпич и поместите его в прохладную воду. Теперь снова нагрейте кирпич, но затем поместите его поверх утюга. Что ты заметил?

Выбор опции быстрой перемотки вперед позволяет ускорить передачу тепла и сэкономить время.

Проверка захвата

Сравните, насколько быстро различные материалы нагреваются или охлаждаются. Основываясь на этих результатах, какой материал, по вашему мнению, имеет наибольшую удельную теплоемкость? Почему? Какая из них имеет наименьшую удельную теплоемкость? Можете ли вы представить себе реальную ситуацию, в которой вы хотели бы использовать объект с большой удельной теплоемкостью?

1. Вода занимает больше всего времени, а железу нужно меньше времени, чтобы нагреться и остыть.Для теплоизоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
2. Вода занимает меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть. Для изоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
3. Кирпич занимает меньше всего времени, а железу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть.Для изоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.
4. Вода занимает меньше всего времени, а кирпичу нужно больше времени, чтобы нагреться и остыть. Для изоляции желательны объекты с большей удельной теплоемкостью. Например, шерстяная одежда с большой удельной теплоемкостью предотвратит потерю тепла телом.

Решения ICSE для физики класса 10 — удельная теплоемкость и скрытая теплоемкость

Решения ICSE для физики класса 10 — удельная теплоемкость и скрытая теплоемкость

Решения

ICSE Решения Селины ICSE

APlusTopper.com предоставляет решения ICSE для класса 10 по физике Глава 10 Удельная теплоемкость и скрытая теплоемкость для экзаменов Совета ICSE. Мы предоставляем пошаговые решения для решений ICSE Physics Class 10 Pdf. Вы можете загрузить решения для учебников ICSE по физике для 10 класса с возможностью бесплатной загрузки в формате PDF.

Загрузить справочник формул для классов 9 и 10 ICSE

Короткие ответы

Вопрос 1: Что такое тепло? Что такое единица тепла S. I.?
Ответ: Тепло — это форма энергии, которая при поглощении телом делает его горячим, а при извлечении из a — холодным.Он также определяется как полная кинетическая энергия, которой обладают все молекулы тела. Тепловая единица S.I. — джоуль / кг кельвин.

Вопрос 2: Дайте определение термину «калория». Как это связано с джоулем (единицей тепла в системе СИ)?
Ответ: Одна калория — это тепло, необходимое для повышения температуры 1 г воды с 14,5 ° C до 15,5 ° C
1 калория = 4,2 джоуля.

Вопрос 3: Различия между теплом и температурой.
Ответ:

Вопрос 4: Какие другие единицы тепла? Назовите и определите их.
Ответ: (i) Калорийность: Это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 г воды на 1 ° C (точнее, повышение температуры принято с 14,5 ° C до 15 ° C).5 ° С).
(ii) килограмм калорий: Это количество тепла, необходимое для повышения температуры 1 кг воды на 1 ° C. Это эквивалентно 1000 калорий.

Вопрос 5: Как теплоемкость тела связана с удельной теплоемкостью его вещества?
Ответ: Теплоемкость тела = Масса тела × Удельная теплоемкость его вещества.

Вопрос 6: Сформулируйте условие потока тепловой энергии от одного тела к другому.
Ответ: Тепловая энергия всегда течет от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой.

Вопрос 7: От каких факторов зависит количество тепла, отдаваемого телу?
Ответ: Количество тепла, отдаваемого телу, зависит от:
(i) массы тела, (ii) повышения (или понижения) температуры тела, и (iii) природы материала тело.

Вопрос 8: м кг вещества с удельной теплоемкостью с Дж / кг ° C нагревается так, что его температура повышается с θ ₁ ° C до θ ₂ ° C.Запишите выражение для подводимого тепла Q.
Ответ: Подведенное тепло Q = масса × уд. теплоемкость × повышение температуры
= м × с × (θ ₂ — θ ₁ )

Вопрос 9: Назовите вещество с максимальной удельной теплоемкостью.
Ответ: Вода имеет максимальную удельную теплоемкость.

Вопрос 10: Напишите два преимущества высокой удельной теплоемкости воды.
Ответ: (i) Вода используется как эффективный хладагент в радиаторе автомобиля.
(ii) Бутылки с горячей водой используются для припарки.

Вопрос 11: Зависит ли удельная теплоемкость вещества только от его массы и повышения температуры?
Ответ: Нет, при одинаковой массе и одинаковом повышении температуры для разных веществ удельная теплоемкость оказывается разной. Таким образом, удельная теплоемкость зависит также от природы вещества, поэтому она различна для разных веществ.

Вопрос 12: Запишите приблизительные значения: (i) удельной скрытой теплоты плавления льда, (ii) удельной скрытой теплоты испарения пара.
Ответ: (i) Удельная скрытая теплота плавления льда составляет 3,36 000 Дж / кг.
(ii) Удельная скрытая теплота испарения пара составляет 22,60 000 Дж / кг.

Вопрос 13: Удельная скрытая теплота плавления льда составляет 336 Дж / г. Прокомментируйте это.
Ответ: Тепло, необходимое для преобразования 1 г льда из 0 ° C в 1 г воды при 0 ° C, составляет 336 Дж.

Вопрос 14: Фермеры наполняют поля водой зимой. Обоснуйте.
Ответ: Фермеры наполняют свои поля зимой водой, чтобы защитить посевы от заморозков, потому что вода из-за своей высокой удельной теплоемкости не позволяет температуре окружающей среды опускаться ниже 0 ° C.

Вопрос 15: Почему удельная теплоемкость принимается за меру тепловой инерции?
Ответ: У нас есть H = мс Δθ или Δθ = (H / мс).
Отсюда следует, что если s больше, Δθ будет малым (для данных значений H и m). Таким образом, для данного тела его удельная теплоемкость определяет изменение температуры, производимое данным количеством тепла. Таким образом, это подобно массе в механике, которая определяет изменение скорости (или ускорение), производимое данной силой.Поэтому вполне уместно рассматривать удельную теплоемкость как меру тепловой инерции.

Вопрос 16: Объясните, почему жарким летом вечером на дорогах орошается вода?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж ^-1 ° C ^-1 . Таким образом, вода поглощает большое количество тепла от дорог, но ее собственная температура не сильно повышается. Таким образом, в целом дороги охлаждаются.

Вопрос 17: Объясните, почему температура жарким летом резко падает после сильного ливня?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4.2 Jg ^-1 ° C ^-1 . Таким образом, при резком ливне вода испаряется. При этом он поглощает большое количество тепла из окружающей среды, поэтому температура резко падает.

Вопрос 18: Объясните, почему песчаные почвы быстрее нагреваются по сравнению с влажными почвами?
Ответ: У песка удельная теплоемкость примерно в пять раз меньше, чем у воды. Таким образом, когда солнце светит одинаково и на песчаную, и на влажную почву, песчаная почва быстро нагревается по сравнению с влажной почвой.Это происходит потому, что вода поглощает большое количество тепловой энергии, но ее температура недостаточно повышается.

Вопрос 19: Объясните, почему вода считается лучшей жидкостью для утоления жажды?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж. ^-1 ° C ^-1 и, следовательно, она может поглощать большое количество тепловой энергии без существенного повышения температуры. Жажда — это естественный сигнал, когда организм вырабатывает больше тепловой энергии, чем требуется.Таким образом, вода идеально подходит для утоления жажды, поскольку может поглощать большое количество тепловой энергии.

Вопрос 20: Объясните, почему желательно обливать холодной водой ожоги, нанесенные телу человека горячими твердыми телами?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж ^-1 ° C ^-1 . Таким образом, он может быстро извлекать большое количество тепловой энергии из места ожога и, следовательно, приносит много облегчения.

Вопрос 21: Объясните, зачем мудрый земледелец поливает свои поля, если предсказание впереди?
Ответ: Мороз может серьезно повредить листья и плоды растений.Когда фермер поливает свои поля ночью, эта вода дает большое количество тепловой энергии, потому что 1 г воды выделяет 4,2 Дж энергии на каждый 1 ° C понижения температуры. Таким образом, воздух вокруг поля насыщен тепловой энергией и его температура не опускается ниже 0 ° C. Таким образом, наледи не образуются.

Вопрос 22: Объясните, почему большие кадки с водой хранятся в подземных подвалах для хранения свежих фруктов и овощей в холодных странах.
Ответ: При отрицательных температурах вода в клетках фруктов и овощей замерзает и, следовательно, повреждает их.Чтобы избежать такого ущерба, сохранены огромные ванны с водой. Вода выделяет 4200 Дж тепловой энергии на каждый килограмм при понижении температуры на 1 ° C. Таким образом, он не позволяет температуре ячейки опускаться ниже 0 ° C и, следовательно, не повреждает свежие фрукты или овощи.

Вопрос 23: Объясните, почему вода используется в качестве охладителя в радиаторах автомобилей?
Ответ: Вода имеет наивысшую удельную теплоемкость 4,2 Дж ^-1 ° C ^-1 , и ее температура не превышает 100 ° C.Таким образом, он может поглощать большое количество тепла от работающего двигателя, которое затем излучается через радиатор. Таким образом, при низкой температуре двигатель работает эффективно.

Вопрос 24: Различайте теплоемкость и удельную теплоемкость.
Ответ: Теплоемкость: это количество тепловой энергии, необходимое для повышения температуры на 1 ° C. Удельная теплоемкость: определяется как теплоемкость на единицу массы этого тела.

Вопрос 25: Определите удельную скрытую теплоту испарения вещества.
Ответ: Удельная скрытая теплота испарения — это количество тепла, необходимое для преобразования единицы массы вещества из жидкого в парообразное состояние без изменения температуры.

Вопрос 26: Назовите два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или отдаваемое телом.
Ответ: Масса и удельная теплоемкость — это два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или отдаваемое телом.

Вопрос 27: Объясните, почему вода используется в грелках для приготовления припасов, а также в качестве универсальной охлаждающей жидкости.
Ответ: Бутылки с горячей водой используются для закваски, поскольку вода не остывает быстро из-за ее большой удельной теплоемкости.
Вода используется в качестве эффективного хладагента из-за ее большой удельной теплоемкости, благодаря которой она может отводить больше тепла.

Вопрос 28: Удельная теплоемкость вещества A составляет 3,8 Дж / г ^-1 K ^-1 , тогда как удельная теплоемкость вещества B составляет 0,4 Дж / г ^-1 K ^-1 .Что из двух является хорошим проводником тепла? Как можно было прийти к такому выводу?
Ответ: Удельная теплоемкость ‘A’ 3,8 Дж / г / К. Удельная теплоемкость «B» 0,4 Дж / г / К
«B» является хорошим проводником тепла.
Так как удельная теплоемкость — это энергия, необходимая для повышения темп. 1 г вещества 1 ° С. Таким образом, через вещество проходит меньше тепловой энергии.

Вопрос 29: Если вещества A и B являются жидкостями, то какое из них было бы более полезным для автомобильных радиаторов?
Дано: Удельная теплоемкость’A ’3.8 Дж / г / К. Удельная теплоемкость «B» 0,4 Дж / г / К.
Ответ: «A», который имеет более высокую удельную теплоемкость, будет предпочтительнее для автомобильных радиаторов, поскольку он будет действовать как охлаждающая жидкость.

Вопрос 30: Как теплоемкость тела связана с его удельной теплоемкостью?

Вопрос 31: Определенное количество тепла Q нагреет 1 г материала X на 3 ° C и 1 г материала Y на 4 ° C. Какой материал имеет более высокую удельную теплоемкость?
Ответ: X имеет более высокую удельную теплоемкость.
Поданное тепло = Отведенное тепло.
Пусть используется масса воды м, тогда

Вопрос 32: Приведите один пример, где высокая удельная теплоемкость воды используется в качестве резервуара тепла.
Ответ: Для ферментации в грелках.

Вопрос 33: Приведите один пример, где высокая удельная теплоемкость воды используется для охлаждения.
Ответ: В радиаторах автомобиля.

Вопрос 34: Назовите жидкость с наибольшей удельной теплоемкостью.
Ответ: Вода имеет наибольшую удельную теплоемкость.

Вопрос 35: Назовите два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или отдаваемое телом.
Ответ: Масса и удельная теплоемкость — это два фактора, от которых зависит тепло, поглощаемое или отдаваемое телом.

Вопрос 36: Равное количество тепла подводится к двум веществам A и B. Вещество A показывает большее повышение температуры. Что вы можете сказать о теплоемкости A по сравнению с B?
Ответ: Теплоемкость вещества В больше, чем у вещества А.

Вопрос 37: Можно ли сконденсировать образовавшуюся воду обратно в лед, добавив лед при 0 ° C. Объясняйте разумом.
Ответ: 1 г воды будет содержать больше тепла. Потому что он содержит скрытое тепло 80 кал.

Вопрос 38: Что такое «калориметрия»?
Ответ: Измерение количества тепла называется колориметрией.

Вопрос 39: Укажите принцип калориметрии.
Ответ: Согласно принципу калориметрии, если два тела с разной температурой
смешиваются вместе (или находятся в контакте), тепло течет от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, пока оба тела не достигнут одинаковой температуры. температ.Если в окружающую среду не теряется тепло, тогда
Тепло, теряемое горячим телом, = тепло, полученное холодным телом.

Вопрос 40: Назовите две причины, почему медь предпочтительнее других металлов для изготовления калориметров.
Ответ: Медь предпочтительнее других металлов для изготовления калориметров, потому что:
(i) Она имеет низкую удельную теплоемкость.
(ii) Для достижения температуры содержимого требуется незначительное количество тепла.

Вопрос 41: Тело нагревается, повышая его температуру на 25 ° C. Каким будет соответствующее повышение температуры тела по шкале Кельвина?
Ответ: Увеличение в градусах Кельвина составит 25К.

Вопрос 42: Если в системе центрального отопления пар входит в радиационную трубу при 100 ° C, а вода выходит из радиационной трубы при 100 ° C, может ли эта радиационная труба обогреть комнату? Дайте пояснение к вашему ответу.
Ответ: Да, потому что пар при температуре 100 ° C отдает свою скрытую теплоту испарения для конденсации в воду при той же температуре 100 ° C.

Вопрос 43: Мороженое при 0 ° C на ощупь холоднее воды при 0 ° C. Обоснуйте это наблюдение.
Ответ: Мы знаем, что нам нужно подать около 340 джоулей тепла на грамм, чтобы преобразовать лед при 0 ° C в воду при 0 ° C. Отсюда следует, что мороженое при 0 ° C будет потреблять больше тепла (примерно на 340 джоулей на грамм) от тельца, чем вода при 0 ° C. Поэтому при температуре 0 ° C он кажется холоднее воды.

Вопрос 44: Напитки в бутылках охлаждаются более эффективно, когда они окружены кусками льда, чем вода со льдом.
Ответ: Каждый 1 кг льда при 0 ° C поглощает 336 000 Дж тепловой энергии с образованием воды при 0 ° C. Поскольку лед может выделять 336 000 Дж тепловой энергии, больше, чем вода при 0 ° C, он более эффективно охлаждает напитки в бутылках.

Вопрос 45: Напишите выражение для тепловой энергии, выделяемой горячим телом. Выражение для тепловой энергии, выделяемой горячим телом, = mcΔQ
, т. Е. H = mcΔQ
, где m — масса, c — удельная теплоемкость, ΔQ — изменение температуры.

Вопрос 46: 1 кг воды замерзает с образованием льда при 0 ° C. Какое количество тепла отводится?
Ответ: 3,36,000 Дж.

Вопрос 47: Почему тепло, подводимое к веществу во время изменения его состояния, не вызывает повышения его температуры?
Ответ: Во время изменения состояния подводимое тепло увеличивает потенциальную энергию молекул, поскольку расстояние между молекулами увеличивается. Работа выполняется теплом, подаваемым против силы притяжения.

Вопрос 48: Какое изменение энергии вы ожидаете в молекулах вещества, когда оно претерпевает:
(i) изменение температуры?
(ii) изменение его состояния без изменения температуры?
Ответ: (i) Изменения межмолекулярного пространства.
(ii) Межмолекулярное пространство увеличивается.

Вопрос 49: Лед более эффективно охлаждает, чем ледяная вода. Объяснять.
Ответ: Каждый 1 г льда поглощает почти 336 Дж тепла, когда тает в воду при 0 ° C.Следовательно, он более эффективен для охлаждения, чем ледяная вода.

Вопрос 50: Почему температура атмосферы падает после града?
Ответ: У льда самая высокая пр. скрытая теплота плавления 336000 Джкг ^-1 . Таким образом, когда град тает, они поглощают большое количество тепловой энергии из окружающей среды. Таким образом, температура воздуха падает.

Вопрос 51: 1 кг пара конденсируется в воду при 100 ° C. Сколько джоулей тепловой энергии выделяется?
Ответ: 22,60 000 Дж.

Вопрос 52: Что происходит со средней кинетической энергией молекул при таянии льда при 0 ° C?
Ответ: Средняя кинетическая энергия молекул увеличивается.

Вопрос 53: Почему врачи советуют прикладывать полоску влажной ткани ко лбу человека, у которого высокая температура (температура)?
Ответ: Это зависит от того факта, что вода в процессе испарения забирает тепло, эквивалентное скрытому теплу от тела пациента, и тем самым снижает температуру его тела.

Вопрос 54: Объясните значение термина «скрытая теплота». Укажите свой S. I. блок.
Ответ: Тепло, поглощаемое или выделяемое веществом при изменении его состояния при постоянной температуре, называется скрытой теплотой. Единица S.I. — Дж / кг.

Вопрос 55: Что происходит с теплом, подводимым к веществу, если поданное тепло не вызывает изменения температуры вещества?
Ответ: Это подводимое тепло используется при изменении состояния.Это тепло известно как скрытое тепло.

Вопрос 56: Когда 1 г льда при 0 ° C тает с образованием 1 г воды при 0 ° C, тогда скрытое тепло поглощается льдом или выделяется им?
Ответ: Скрытое тепло поглощается тающим льдом.

Вопрос 57: Что содержит больше тепла: 1 г воды при 100 ° C или 1 г пара при 100 ° C? Обоснуйте.
Ответ: 1 г пара при 100 ° C содержит больше тепла, чем 1 г воды при 100 ° C. Причина в том, что пар lg при 100 ° C, когда превращается в 1 г воды при 100 ° C, выделяет 2260 Дж тепла.

Вопрос 58: Приведите одно следствие высокой удельной скрытой теплоты плавления льда.
Ответ: Из-за высокой удельной скрытой теплоты плавления льда снег в горах не тает сразу, а медленно превращается в воду, поскольку получает тепло от солнца.

Вопрос 59: Почему в холодных странах становится приятной погода, когда начинают морозить?
Ответ: У льда самая высокая пр. скрытая теплота плавления 336000 Джкг ^-1 .Таким образом, каждый 1 кг воды при 0 ° C при замерзании выделяет 336 000 Дж тепловой энергии. Поскольку в атмосфере выделяется огромное количество тепловой энергии, погода становится приятной.

Вопрос 60: Почему вода в «сурахи» охлаждается в жаркое время года?
Ответ: «Сурахи» изготовлен из пористой глины (не покрытой глазурью), поэтому вода просачивается (выползает) и смачивает всю ее поверхность. Образуя его внешнюю поверхность, вода испаряется, забирая скрытое тепло, необходимое для испарения как из внутренней воды, так и из окружающего воздуха, поэтому температура внутренней воды падает.

Вопрос 61: Почему спортсменам рекомендуется надевать дополнительную одежду после соревнований на мероприятии?
Спортсмены сильно потеют после соревнований. Скрытая теплота испарения «пота» выводится из самого тела и, следовательно, охлаждает его. Следовательно, если они не наденут дополнительную одежду, они могут простудиться.

Вопрос 62: Дайте определение термину «удельная скрытая теплота плавления» вещества.
Ответ: Удельная скрытая теплота плавления: Удельная скрытая теплота плавления вещества — это тепловая энергия, выделяемая при переходе единицы массы вещества из жидкого в твердое состояние без изменения температуры.

Вопрос 63: Удельная скрытая теплота испарения пара составляет 2260 Дж / г. Прокомментируйте это.
Ответ: Тепло, необходимое для преобразования 1 г воды при 100 ° C в 1 г пара при 100 ° C, составляет 2260 Дж.

Вопрос 64: Определите удельную скрытую теплоту испарения вещества.
Ответ: Удельная скрытая теплота парообразования — это количество тепла, необходимое для преобразования единицы массы вещества из жидкого состояния в парообразное без изменения температуры.

Вопрос 65: Объясните утверждение; «Удельная скрытая теплота испарения пластины составляет 2260 × 10 ³ Дж / кг».
Ответ: Это означает, что при 100 ° C 2260 × 10 ³ Дж тепловой энергии поглощается 1 кг воды, чтобы преобразовать ее в пар при 100 ° C, или 1 кг пара при 100 ° C высвобождает 2260 × 10 ³ Дж тепловой энергии при превращении в 1 кг воды при 100 ° C.

Вопрос 66: Почему мы чувствуем себя комфортно, сидя под движущимся вентилятором, особенно когда наше тело потеет?
Ответ: Причина в том, что пот нашего тела испаряется быстрее под вращающимся вентилятором из-за быстрого движения воздуха, и поэтому возникает ощущение охлаждения, что делает нас более комфортными.

Вопрос 67: Объясните, почему во время катания на льду не остается следов?
Ответ: Вес тела действует на очень небольшую площадь конька по сравнению со льдом. Под этим высоким давлением лед тает, образуя воду с температурой ниже 0 ° C. Образованная таким образом вода делает катание на водных коньках более скользким. Но как только фигурист двинется дальше, вода не испытывает давления и снова замерзает в лед, не оставляя следов на поверхности льда.

Вопрос 68: Почему испарение вызывает охлаждение и почему вода используется в бутылках с горячей водой?
Ответ: Удельная скрытая теплота испарения воды составляет 2260 Дж / г = 538 калорий / г.Таким образом, когда вода испаряется, она поглощает большое количество скрытого тепла и, таким образом, происходит охлаждение. Удельная теплоемкость воды составляет 4,2 Дж / кг ° C = 1 кал / г ° C, что довольно много, и это причина использования вафель в бутылках с горячей водой.

Вопрос 69: Что вы понимаете под «скрытой теплотой парообразования» вещества?
Ответ: Скрытая теплота испарения данной жидкости — это теплота, необходимая для превращения одного килограмма жидкости в пар при температуре кипения без какого-либо изменения температуры.Он измеряется в джоулях на килограмм. Скрытая теплота парообразования воды составляет 2260 × 10 ³ Дж / кг. Это означает, что нам нужно 2260 × 10 ³ Дж тепла, чтобы превратить 1 кг воды при ее температуре кипения в пар.

Вопрос 70: Объясните значение парникового эффекта.
Ответ: Явление улавливания длинноволнового инфракрасного излучения, излучаемого в космос парниковыми газами, такими как углекислый газ (CO ₂ ), метан (CH ₄ ), закись азота (N ₂ O). ) сохранение тепла на поверхности планеты и в нижних слоях атмосферы называется парниковым эффектом.

Вопрос 71: Назовите парниковые газы.
Ответ: Двуокись углерода (CO ₂ ), метан (CH ₄ ), закись азота (N ₂ O) и пары воды.

Вопрос 72: Как парниковый эффект помогает поддерживать температуру поверхности земли, подходящую для жизни человека?
Ответ: Парниковый эффект способствует улавливанию солнечной тепловой энергии в атмосфере, чтобы поддерживать на поверхности Земли среднюю температуру около 59 ° F (15 ° C), которая подходит для живых людей.

Вопрос 73: Назовите три причины увеличения выбросов парниковых газов.
Ответ: (i) Сжигание ископаемого топлива (транспорт, производство электроэнергии и т. Д.)
(ii) Сжигание лесов и вырубка лесов.
(iii) Увеличение численности населения (ежегодно люди выбрасывают почти 32 гигатонны углекислого газа).

Вопрос 74: Что подразумевается под глобальным потеплением?
Ответ: Глобальное потепление означает изменение или повышение средней температуры приземного воздуха и океанов Земли из-за увеличения количества парниковых газов в ее атмосфере.

Вопрос 75: Назовите эффект усиления парникового эффекта?
Ответ: Увеличение количества двуокиси углерода в атмосфере от сжигания ископаемого топлива вместе с выбросом других газов вызывает усиление парникового эффекта, что ведет к глобальному потеплению.

Вопрос 76: Как повышение уровня моря повлияет на население прибрежных стран?
Ответ: Из-за повышения уровня моря здания и дороги в прибрежных районах будут затоплены, в результате чего население, проживающее в этих районах, пострадает от ураганов и тропических штормов.

Вопрос 77: Какое влияние глобальное потепление окажет на здоровье затронутого населения?
Ответ: Повышение температуры из-за глобального потепления приведет ко многим новым заболеваниям, потому что некоторые бактерии более эффективны и размножаются намного быстрее при более высоких температурах, чем при низких. Это также увеличит частоту респираторных и трансмиссивных инфекций, таких как астма и малярия соответственно.

Вопрос 78: Назовите два воздействия глобального потепления на жизнь на Земле.
Ответ: (i) Он несет ответственность за климатические изменения в различных частях мира и заставляет людей мигрировать из одного места в другое.
(ii) Это повлияло на сезон цветения различных растений.

Вопрос 79: Назовите три способа минимизировать глобальное потепление.
Ответ: Три способа минимизировать глобальное потепление:
(i) Сокращение использования ископаемого топлива и внедрение технологий, основанных на возобновляемых источниках энергии.
(ii) Сокращение обезлесения и рост облесения.
(iii) Развитие международного сотрудничества по сокращению выбросов парниковых газов.

Вопрос 80: Какое влияние глобальное потепление окажет на озера и океаны?
Ответ: Повышение температуры приведет к снижению качества воды в озерах и океанах из-за падения концентрации кислорода, выделения фосфора из отложений и повышения термической стабильности, в результате чего многие морские виды либо погибнут, либо вымрут.

Длинные ответы

Вопрос 1: Вкратце объясните, как определить удельную теплоемкость жидкости?
Ответ: В этом случае возьмем любое твердое тело с известной удельной теплоемкостью и жидкость, удельную теплоемкость которой необходимо определить. Выбранное твердое вещество должно быть нерастворимым и не вступать в реакцию с жидкостью. Замечания должны быть отмечены ниже:

Вопрос 2: Опишите метод определения удельной теплоемкости твердого тела (скажем, куска меди).
Ответ: Сначала взвешиваем данный кусок твердого тела и отмечаем его массу m ₁ . Затем его нагревают, подвешивая внутри нагревателя. Затем в тонкий стеклянный стакан отбирают воду известной массы (скажем, m ₂ ) и измеряют ее температуру θ ₁ с помощью термометра. Когда данный кусок твердого вещества нагревается, отмечается его температура θ ₂ , и он быстро опускается в воду, содержащуюся в химическом стакане, так что вода не разбрызгивается. Содержимое стакана хорошо перемешивают и отмечают конечную наивысшую температуру θ ₃ .
Предполагая, что теплоемкость стакана пренебрежимо мала и нет потерь тепла в окружающую среду,
Тепло, потерянное твердым телом = Тепло, полученное водой, Масса твердого вещества × Удельная теплоемкость твердого вещества × Падение температуры твердого вещества = Масса воды × Sp. емкость воды × Повышение температуры воды

Вопрос 3: Назовите два преимущества высокой удельной скрытой теплоемкости пара, которая составляет около 226 × 10 ⁴ Дж / кг?
Ответ: (i) Основное преимущество высокой удельной скрытой теплоемкости пара заключается в обогреве помещений в холодных странах.Пар, образующийся в котле, проходит по трубам в радиаторах, установленных внутри здания.
(ii) На тепловых электростанциях пар используется в качестве среды для преобразования химической энергии угля в электрическую. Каждый грамм пара дает огромное количество тепловой энергии, около 2260 джоулей.

Вопрос 4: Обсудите, как высокая удельная теплоемкость воды помогает в формировании сухого и морского бриза.
Ответ: Удельная теплоемкость земли в 5 раз меньше по сравнению с водой.Таким образом, воздух над сушей становится горячим и легким и поднимается вверх, что приводит к падению давления на сушу в дневное время. Таким образом, прохладный морской воздух начинает дуть навстречу и формировать морской бриз.
Ночью суша и море излучают тепловую энергию. Однако температура суши падает быстрее, чем морская вода, из-за высокой удельной теплоемкости морской воды. Итак, ночью температура морской воды больше, чем на суше. Теплый воздух над морем поднимается, а холодный воздух с суши начинает дуть в сторону моря, создавая наземный бриз.

Вопрос 5: Изменится ли значение удельной теплоемкости и удельной скрытой теплоты вещества, если шкала будет в ° F вместо ° C?
Удельная теплоемкость изменится, если шкала будет в ° F вместо ° C. Это потому, что это тепло, необходимое для повышения температуры единицы вещества на один градус. Поскольку размер градуса Фаренгейта не такой, как градус Цельсия, изменение масштаба повлияет на удельную теплоемкость.
Удельная скрытая теплота не изменится при изменении шкалы.Это потому, что это количество — это просто тепло, необходимое для изменения состояния 1 кг вещества при его температуре плавления / кипения без каких-либо изменений температуры. Таким образом, это количество тепла на единицу массы, которое не зависит от используемой шкалы температуры.

Вопрос 6: Сформулируйте и объясните принцип «калориметрии».
Ответ: Принцип калориметрии гласит:
Когда горячее тело соприкасается с холодным телом, тепло переходит от горячего тела к холодному, пока оба не достигнут одинаковой температуры.
Тепло, потерянное горячим телом = Тепло, полученное холодным телом.
Пусть масса горячего тела равна m ₁ , его удельная теплоемкость s ₁ и температура t ₁ ° C, а масса холодного тела равна m ₂ , его удельная теплоемкость s ₂ и его температура t ₂ ° C.

Вопрос 7: Укажите основные меры предосторожности, которые необходимо предпринять при обнаружении скрытой теплоты пара.
Ответ: Основные меры предосторожности:
(i) Следует принять все возможные меры, чтобы пар был полностью сухим перед тем, как попасть в воду.
(ii) Калориметр должен быть должным образом изолирован, помещая его в деревянный ящик, снабженный сдвижной крышкой с двумя отверстиями и выстланный внутри слоем ваты, ватного диска и т. Д.
(iii) Пар больше не должен проходить когда температура воды в калориметре повышается примерно на 20 ° C.
(iv) При пропускании пара необходимо следить за тем, чтобы конденсированный пар не выходил наружу.

Вопрос 8: Выведите выражение для количества отдаваемого или потребляемого тепла, когда его температура падает или повышается на t ° C.
Ответ: Пусть масса тела будет «m», а его удельная теплоемкость — «s». Если t ° C — это повышение его температуры, то количество тепла, поглощаемого телом, рассчитывается следующим образом:
Поскольку ‘s’ — это удельная теплоемкость тела, что означает, что единица массы тела при подъеме на 1 ° C забирает тепло.
∴ Масса тела «m» для повышения температуры t ° C потребует тепла.
= m × s × t
= масса тела × его удельная теплоемкость × повышение температуры
= mst джоуль.

Краткие ответы на основе цифр

Вопрос 1: Вещество находится в твердой форме при 0 ° C. Количество тепла, добавляемого к этому веществу, и температура вещества показаны на следующем графике:

Если удельная теплоемкость твердого вещества составляет 500 Дж / кг ° G, найдите по графику: (i) массу вещества.
Раствор: По графику подводимое тепло составляет 800 Дж при изменении температуры от 0 до 80 ° C.

Длинные ответы на основе цифр

Вопрос 1: Кусок льда нагревается с постоянной скоростью. Изменение температуры в зависимости от подводимого тепла показано на графике ниже:

(i) Что обозначают AB и CD?
(ii) Какой вывод вы можете сделать относительно природы льда 110 ° C из приведенного выше графика?
Ответ: (i) Часть AB графика представляет время в t секунд, затрачиваемое льдом при 0 ° C на преобразование в воду при 0 ° C. Часть графика
CD представляет время в секундах, затрачиваемое водой при 100 ° C на превращение в пар при 100 ° C.
(ii) Из графика мы заключаем, что лед требует меньше времени для нагрева с -10 ° C до 0 ° C. Но в процессе плавления это занимает сравнительно больше времени. Это показывает, что лед имеет высокую удельную скрытую теплоту плавления.

Вопрос 2: Какое наблюдение вы запишете и как вы определите удельную скрытую теплоту плавления льда?
Ответ: Чистый и сухой медный калориметр со штангенциркулем взвешивается, когда он пустой, и снова взвешивается, когда он заполнен водой почти на 2/3.Затем отмечают начальную температуру. В калориметр переносят кусочки сухого льда. Калориметр помещается внутрь бокса и непрерывно перемешивается, пока весь лед не растает. Конечная температура тщательно записывается. Затем снова взвешивают массу калориметра с водой и льдом.

Зарегистрированные наблюдения:

Если L дж / г — удельная скрытая теплота плавления льда, а s _c — удельная теплоемкость меди, то:

Короткий Числовые

Вопрос 1: Температура свинцового куска массой 400 г повышается с 20 ° C до 50 ° C, когда к нему подводится 1560 Дж тепла.Рассчитайте.
(i) Теплоемкость свинцовой детали, (ii) Удельная теплоемкость свинца.
Решение:

Вопрос 2: 63,2 г меди при 50 ° C могут растопить 3,8 г льда. Если удельная скрытая теплота льда составляет 336 Дж / г, найдите удельную теплоемкость меди.
Решение:

Вопрос 3: Вода падает с высоты 50 м. Вычислите повышение температуры воды при ударе о дно.
(g = 10 мс ^-2 ; Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж / кг ° C)
Решение: Если вся энергия из-за падения воды превращается в тепловую, и 0 ° C будет рис при температуре воды, затем

Вопрос 4: 50 г металлической детали при 27 ° C требует 2400 Дж тепловой энергии для достижения температуры 327 ° C.Рассчитайте удельную теплоемкость металла.
Решение:

Вопрос 5: Сколько тепловой энергии выделяется, когда 5 г воды при 20 ° C превращаются в лед при 0 ° C?
[Удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж г ^-1 ° C ^-1 Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж г ^-1 ]
Раствор:

Вопрос 6: A. Горячее твердое вещество массой 60 г при 100 ° C помещается в 150 г воды при 20 ° C.Конечная зафиксированная стабильная температура составляет 25 ° C. Рассчитайте удельную теплоемкость твердого тела. [Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 ]
Раствор:

Вопрос 7: Найдите время, необходимое нагревателю мощностью 500 Вт для повышения температуры 50 кг материала с удельной теплоемкостью 960 Дж / кг ° C с 18 ° C до 38 ° C. Предположим, что все тепло от нагревателя передается материалу.
Решение:

Вопрос 8: Железка массой 2.0 кг имеет теплоемкость 966 Дж / ° C. Какова его удельная теплоемкость в единицах S.I.?
Решение:

Вопрос 9: Сосуд с незначительной тепловой * емкостью содержит 40 г льда при 0 ° C, 8 г пара при 100 ° C пропускаются в лед, чтобы его растопить. Найдите конечную температуру содержимого сосуда.
(Удельная скрытая теплота испарения пара = 2268 Дж / г, удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж / ф и удельная теплоемкость воды = 4.2 Дж / г ° C)
Раствор: Предположим, конечная температура содержимого = θ ° C. Тепло, полученное льдом при 0 ° C на воду при 0 ° C + тепло, полученное водой при 0 ° C на воду при 0 ° C = Тепло, теряемое паром при 100 ° C + Тепло, теряемое водой при 100 ° C на воду при 0 ° С.

Вопрос 10: Рассчитайте количество тепла, выделяемого при превращении 5,0 г воды при 20 ° C в лед при 0 ° C.
(Удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж / г ° C
Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж / г).
Решение:

Вопрос 11: Рассчитайте тепловую энергию, которая будет выделена при 5.0 кг пара при 100 ° C конденсируется с образованием воды при 100 ° C. Выразите свой ответ в блоке S.I. (Удельная скрытая теплота испарения пара составляет 2268 кДж / кг.)
Раствор: Тепло, выделяемое 5 кг пара при 100 ° C для преобразования в воду при 100 ° C. = мл
= 5 × 2268 кДж = 11440 кДж.

Вопрос 12: 200 г горячей воды с температурой 80 ° C добавляют к 300 г холодной воды с температурой 10 ° C. Рассчитайте конечную температуру смеси воды. Считайте, что тепло, забираемое контейнером, незначительно.[удельная теплоемкость воды 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 ]
Раствор:

Вопрос 13: Электрический погружной нагреватель рассчитан на 1250 Вт. Вычислите время, за которое он нагреет 20 кг воды при температуре от 5 ° C до 65 ° C.
Решение:

Вопрос 14: Кусок железа массой 2,0 кг имеет теплоемкость 966 Дж / ° C. Сколько тепла нужно, чтобы нагреть его на 15 ° C?
Решение: m = 2.0 кг, тепловая мощность = 966 Дж / ° C

Вопрос 15: Некоторое количество горячей воды было добавлено к трехкратной массе холодной воды при 10 ° C, и в результате была обнаружена температура 20 ° C. Какая была температура горячей воды?
Решение: Пусть температура горячей воды будет t ° C, а масса горячей воды = m gm

Требуемое время: 1 час, 7 минут, 12 секунд.

Длинные числа

Вопрос 1: Выведите выражение для определения удельной теплоемкости тела (твердого тела) из показаний эксперимента, приведенного ниже:
Решение:

Вопрос 2: Тело A массы m ₁ вещества с удельной теплоемкостью c ₁ при температуре θ ₁ смешано с телом B массы m ₂ другого вещества с удельной теплоемкостью c ₂ при более низкой температуре θ ₂ .Выведите выражение для температуры смеси. Укажите сделанное предположение, если таковое имеется.
Решение:

Вопрос 3: Медный калориметр массой 50 г содержит 100 г воды при 20 ° C. Металлический кусок массой 250 г нагревают до 100 ° C и затем опускают в калориметр. Содержимое калориметра хорошо перемешивают, и его конечная максимальная температура составляет 28 ° C. Если удельная теплоемкость воды составляет 4,2 Дж / г ° C, а меди равна 0.4 Дж / г ° C, найдите: (i) тепло, полученное водой, (ii) тепло, полученное калориметром, (iii) общее количество тепла, отдаваемое металлической деталью, и (iv) удельную теплоемкость металла.
Ответ:

Вопрос 4: Масса 40 г латуни с удельной теплоемкостью 0,85 Дж ^-1 K ^-1 нагревается в печи и затем быстро переносится в 240 г воды при 30 ° C в калориметре массой 60 г. и удельная теплоемкость 0,4 Дж ^-1 К ^-1 .Если конечная температура 50 ° C. Какая температура была в духовке?
Решение:

Вопрос 5: Горелка Бунзена повышает температуру 500 г воды с 10 ° C до 100 ° C за 5 минут. Какое тепло поступает в секунду?
Решение:

Вопрос 6: 40 г льда при 0 ° C используются для понижения температуры определенной массы воды с 60 ° C до 10 ° C. Найдите массу использованной воды.
[Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 ]
[Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 × 10 ³ Дж кг ^-1 ]
Раствор: Пусть масса использованной воды = m gm.

Вопрос 7: 250 г воды при 30 ° C находится в медном сосуде массой 50 г. Рассчитайте массу льда, необходимую для снижения температуры емкости и ее содержимого до 5 ° C.
Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 × 10 ³ Дж кг ^-1
Удельная теплоемкость медного сосуда = 400 Дж кг ^-1 ° C ^-1
Удельная теплоемкость воды = 4200 Дж кг ^-1 ° C ^-1 .
Решение:

Вопрос 8: Температура 600 г холодной воды повышается на 15 ° C, когда к ней добавляется 300 г горячей воды с температурой 50 ° C.Какая была начальная температура?
Решение:

Вопрос 9: 20 г льда при 0 ° C добавляют к 200 г воды при 20 ° C. Рассчитайте падение температуры без учета теплоемкости емкости. (Удельная скрытая теплота льда = 80 кал / г)
Раствор:

Вопрос 10: Определите конечную температуру, когда 80 г воды при 100 ° C смешивают с массой 40 г воды при 25 ° C.
Решение:

Вопрос 11: Нагреватель подает тепло со скоростью 800 Дж / с.Найдите время, необходимое для преобразования 50 г льда при -20 ° C в перегретый пар при 140 ° C. (Дано: удельная теплота льда = 2,1 Дж / г, скрытая теплота льда = 340 Дж / г м3, скрытая теплота пара = 2240 Дж / г м3, удельная теплота пара = 2,1 Дж / г м3 и удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж. / г)
Раствор:

Вопрос 12: (i) Расплавленный металл весом 150 г выдерживают при температуре плавления 800 ° C. Когда ему дают затвердеть при той же температуре, он выделяет 75000 Дж тепла. Что такое зр.скрытая теплота металла?
(ii) Если его sp. теплоемкость 200 Дж / кг-К, сколько дополнительного тепла он отдаст при охлаждении до -50 ° С?
Решение:

Вопрос 13: Тепловая энергия подается с постоянной скоростью на 100 г льда при 0 ° C. Лед превращается в воду при 0 ° C за 2 минуты. Сколько времени потребуется, чтобы поднять температуру воды с 0 ° C до 20 ° C? [Дано: sp. теплоемкость воды 4,2 г ^-1 ° C ^-1 , уд.скрытая теплота льда = 336 Дж / г ^-1 ]
Раствор:

Вопрос 14: 50 г льда при 0 ° C добавляют к 300 г жидкости при 30 ° C. Какой будет конечная температура смеси, когда весь лед растает? Удельная теплоемкость жидкости составляет 2,65 Дж ^-1 ° C ^-1 , а у воды — 4,2 Дж / г ^-1 ° C ^-1 . Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж ^-1 .
Решение:

Вопрос 15: Рассчитайте общее количество тепла, необходимое для преобразования 100 г льда при 0 ° C в пар при 100 ° C.(Удельная скрытая теплота плавления льда = 336 Дж / г, удельная скрытая теплота испарения пара = 2260 Дж / г, удельная теплоемкость воды = 4,2 Дж / г ° C).
Решение:

Вопрос 16: Пар при 100 ° C пропускается через 1000 г льда при 0 ° C. Через некоторое время остается 600 г льда при 0 ° C и образуется 450 г воды при 0 ° C. Рассчитайте удельную скрытую теплоту парообразования (Дано: удельная теплоемкость воды = 4200 Дж / кг ° C, удельная скрытая теплота плавления льда = 336000 Дж / кг.)
Раствор:

Вопрос 17: Если нет потерь тепла в окружающую среду, тепло, выделяемое при конденсации m ₁ г пара при 100 ° C в воду при 100 ° C, может быть использовано для преобразования m ₂ г льда при 0 ° C в воду при 0 ° C.

Решение:

Вопрос 18: В чайнике мощностью 1,25 кВт содержится 1 кг воды. Принимая удельную теплоемкость воды = 4,2 Дж / г ° C и удельную скрытую теплоту испарения = 2260 Дж / г, рассчитайте: (i) время, необходимое для повышения температуры воды с 25 ° C до точки кипения, ( ii) масса воды, которая испаряется из кипящей воды в минуту.