Question

1) Do 3l wody o temperaturze 20 st C wlewamy 3 kg denaturatu o temperaturze 25 st C. Jaka temperatura ustali się po osiągnięciu równowagi przez ciecze? Ciepło wewn∑trzne wody cw=4200, cw denaturatu cd=2100

2)O ile wzrośnie energia wewnętrzna ΔU denaturatu o masie 0,2 kg jeżeli na początku procesu termodynamicznego jego temp wynosiła - (minus)12 st C a na kóncu 12 st C?

3) Energia wew 2kg wody wzrosła o ΔU=20J Jej temp początkowa wynosiła 1 st C. Jaka była temp końcowa?

Answer 1

1.

dane:

1l wody = 1 kg

m₁ = 3 kg

C₁ = 4200 kg/J·°C

t₁ = 20°C

m₂ = 3 kg 

t₂ = 25°C

C₂ = 2100 kg/J·°C

szukane:

tk = ?

 

Q pobrane = Q oddane

m₁C₁(tk-t₁) = m₂C₂(t₂-tk)

m₁C₁tk - m₁C₁t₁ = m₂C₂t₂ - m₂C₂tk

m₁C₁tk + m₂C₂tk = m₁C₁t₁ + m₂C₂t₂

tk(m₁C₁+m₂C₂) = m₁C₁t₁ + m₂C₂t₂   /:(m₁C₁+m₂C₂)

tk = (m₁C₁t₁+m₂C₂t₂)/(m₁C₁+m₂C₂

tk = (3kg·4200J/kg*C·20C+ 3kg·2100J/kg*C·25C)/(3kg·4200J/kg*C+3kg·2100J/kg*C) =

   = 409500/18900 °C = 21,(6) °C

tk ≈ 21,7 °C

----------------

 

2.

dane:

m = 0,2 kg

t₁ = -12°C

tk = 12°C

Cd = 2100 J/kg·°C

szukane:

ΔU = ?

 

ΔU = m·Cd·Δt

     Δt = tk-t₁ = 12-(-12) = 24°C

ΔU = 0,2kg·2100J/kg·°C·24°C = 10 080 J

     1 kJ = 1000 J

ΔU = 10,08 kJ

-------------------

 

3.

dane:

m = 2 kg

ΔU = 20 J

t₁ = 1°C

C = 4200 J/kg·°C

szukane:

tk = ?

 

ΔU = m·C·Δt  /:mC

Δt = ΔU/mC 

Δt = 20J/(2kg·4200J/kg·°C) = 0,002°C 

Δt = tk-t₁

tk = Δt+t₁

tk = 0,002+1

tk = 1,002°C

-----------------