Яку кількість теплоти потрібно відібрати у 50г водяної пари, взяьлї при температурі 100 0С, щоб отримати 50г льоду при 00С?
Ответы
Давайте подивимось якій буде "шлях" цієї пари при охолодженні.
Як що пар при температурі 100С почати охолоджувати то почнеться конденсація пари у воду. Для кількості тепла, що потрібно відвести від пари для конденсації є формула: Qконд= m*L (де m - масса пари, а L- теплота конденсації/випаровування водної пари/води - 2300000 Дж/кг).
Після того як вся пара стане водою (з температурою 100С) далі буде відбуватись охолодження води. Формула для обчислення кількості тепла, що потрібно відвести від води для охолодження її від початкової температури tп=100С до кінцевої температури tк=0С буде Qох=c*m*(tп-tк) (де m - маса вже води, а не пари, с - питома теплоємність води - 4200Дж/(кг*С)).
Після того як вода охолоне до 0С при подальшому відведені тепла вода буде кристалізуватись, при тому температура буде залишатись 0С. Формула для визначення кількості тепла, яке потрібно відвести від води, щоб перетворити її у лід (теплота кристалізації) Qкр=λ*m (де m - маса води, а λ - питома теплота плавлення\кристалізації води/льоду - 332 000 Дж/кг.
Тобто загальна кількість тепла, що потрібно відвести від пари температури 100С для отримання льоду при температурі 0С буде:
Q = Qконд + Qох + Qкр.
Пам'ятаємо, що m=50г=0,05кг.
Q = L*m + c*m*(tп-tк) + λ*m =
= m*(L + c*(tп-tк) + λ) - це робоча формула. Підставимо значення:
Q = 0,05*(2300000 + 4200*(100-0) + 332000) = 152600 Дж.