Spørsmål # f9cc1

Svar:

All isen er smeltet og endelig temperatur på vannet er # 100 ^ oC # med en liten mengde damp.

Forklaring:

Først av alt tror jeg dette er i feil seksjon.

For det andre har du kanskje feilfortolket noen data som, hvis endret, kan endre treningsløsningen. Kontroller faktorene nedenfor:

Anta følgende:

• Trykket er atmosfærisk.
• 20g på # 100 ^ oC # er mettet damp, IKKE vann.
• Den 60g på # 0 ^ oC # er is, IKKE vann.

(Den første har kun mindre numeriske endringer, mens den andre og tredje har store endringer)

Det er forskjellige scenarier for dette. Anta at is smelter og omdannes til vann. Nøkkelen her er å forstå at når vannet forandrer fasen (fast, flytende, gass = is, vann, damp) er det gitt varme under overgangen vil ikke øke temperaturen. Denne varmen kalles latent varme.

Ice vil derfor konsumere litt energi for å smelte (smeltende latent varme).

Steam vil forbruke litt energi for å fordampe (kokende latent varme).

Derfor, hvis vi tar som referansetemperatur # T_0 = 0 ^ oC # (så mange tekniske bord og håndbøker gjør) is har negativ varmeforandring og damp har positiv varmeforandring. Derfor vil den endelige energien være lik:

# Q = ΔΗ_ (e) -ΔH_i #

• Is # ΔΗ_ (i) #

Ifølge The Engineering Toolbox - latent heat of melting er smeltende latent varme lik # 334 (kJ) / (kg) # Men for 20 gram:

# ΔΗ_ (i) = 334 (kJ) / (kg) * 0,060 kg = 20,04 kJ #

Det betyr at hvis ALL isen smelter, er det nødvendig med 6,68 kJ.

• Damp # ΔΗ_ (er) #

Ifølge The Ingenering Toolbox - Steam Properties, er den totale varmen til dampen hvis den koke på # 100 ^ oC # er # 2675.43 (kJ) / (kg) # Men for 60 gram:

# ΔΗ_ (s) = 2675,43 (kJ) / (kg) * 0,020 kg = 53,51 kJ #

• Endelig energi

# Q = ΔΗ_ (e) -ΔH_i #

# Q = 53,51 til 20,04 #

# Q = 33.47kJ #

For totalt # 20grams + 60grams = 80grams = 0.08kg #:

# Q = 33,47 / 0,08 (kJ) / (kg) = 418,34 (kJ) / (kg) #

• Konklusjon

Tabellen i The Ingenering Toolbox - Steam Properties sier at den maksimale fornuftige varmen uten vann er # 417,51 (kJ) / (kg) # Derfor, siden den endelige varmen er (enda litt) større, koker vannet til # 100 ^ oC #. Den eneste forskjellen med den innledende dampen er at den var mettet (ikke flytende vann), men nå er det for det meste vann med litt damp.