Вкалориметре с теплоемкостью 480 дж/к находится 200 г воды при температуре 275 к. после того как в воду опустили алюминиевый шарик массой 125 г, в калориметре установилась температура 273 к. определить начальную температуру шарика. ответ должен получиться 249 к.

дано

с1=480 дж/кг*к

c2=4200 дж/кг*к

c3=920  дж/кг*к

т1=т2=275 к

m1=1125 г =1.125 кг

m2=200 г =0.200 кг

m3=125 г = 0.125 кг

t=273 k

t3 - ?

 

решение

t1 > t температура воды понизилась, значит шарик холоднее воды

уравнение теплообмена

q1+q2+q3=0

q1=c1m1(t-t1) -отдает тепло калориметр

q2=c2m2(t-t2)  -отдает тепло вода

q3=c3m3(t-t3) -  -поглощает тепло шарик

c1m1(t-t1) +c2m2(t-t2) +c3m3(t-t3) =0

c1m1(t-t1) +c2m2(t-t2) = - c3m3(t-t3) 

( c1m1(t-t1) +c2m2(t-t2) ) / c3m3 = - (t-t3) =t3 -t

t3 =  ( c1m1(t-t1) +c2m2(t-t2) ) / c3m3 + t

подставим значения из условия

t3 =  ( 480*1.125(273-275) +4200*0.200(273-275) ) / (920*0.125 )+ 273 = 249 k

 

ответ 249 к

Температура кипения — это температура, при которой происходит кипение жидкости, которая находится под постоянным давлением. Согласно уравнению Клапейрона — Клаузиуса с ростом давления температура кипения увеличивается, а с уменьшением давления температура кипения соответственно уменьшается.

Если жидкость получает теплоту, то она будет нагреваться и через некоторое время начнет кипеть. По наблюдениям этот про­цесс сопровождается образованием в объеме жидкости пузырьков насыщенного пара. С повышением температуры их количество на стенках сосуда возрастает, а размеры уве­личиваются. При определенной температуре давление пара в пузырьках становится рав­ным давлению в жидкости, и они под дей­ствием силы Архимеда начинают всплывать. Когда такой пузырек достигает поверхности жидкости, он лопается и выбрасывает пар наружу.

Кипение — это внут­реннее парообразование, которое происходит во всем объеме жидкости при температуре, когда давление насыщенного пара равно дав­лению в жидкости.

Установлено, что при кипении темпе­ратура жидкости остается постоянной— при достижении температуры кипения все пре­доставленное количество теплоты идет на парообразование. Если жидкость не получает теплоту, кипение прекратится, поскольку не будет поступать энергия для внутреннего парообразования.

Кипение осуществляется при температуре, когда давление насыщенного пара в пузырьках равно давлению в жидкости.

Каждое вещество имеет собственную тем­пературу кипения. Очевидно, что ее значение определяется давлением насыщенного пара при данной температуре, поскольку кипение наступает тогда, когда давление насыщенного пара уравнивается с давле­нием в жидкости. Поэтому температура кипения жидкостей зависит от внешнего давления — чем оно выше, тем выше долж­на быть температура кипения, и наоборот.

Дано:                    Решение:

V = 50 м³              pV = m₁ / μ × RT₁ ; pV = m₂ / μ × RT₂

T₁ = 313 К              m₁ = pVμ / RT₁ ; m₂ = pVμ / RT₂

Т₂ = 273 К            m₁ = (10⁵ Па × 50 м³ × 0.029 кг/м³) / (8.31 [Дж/К×моль]  

p = 10⁵ Па            × 313 К) ≈ 55.7 кг

μ = 0.029 кг/м³     m₂ = (10⁵ Па × 50 м³ × 0.029 кг/м³) / (8.31 [Дж/К×моль] ×  

Δm - ?                   273 K) ≈ 63.9 кг

                           Δm = m₂ - m₁ = 63.9 кг - 55.7 кг ≈ 8.2 кг

                           ответ: Δm = 8.2 кг

Объяснение: