1.ile ciepła odda 50 gramów pary wodnej o temperaturze 100°C zamieniając się w lód o temp. -8°C
2.do 1,5kg wody o temp.72°C wrzucono kostke lodu o masie 900g i temp.12°C.oblicz temp.końcową mieszaniny
3.silnik carnota ma sprawność 0,58.oblicz temperature chłodnicy,jeżeli temperatura źródła ciepła wynosi 452°
1. Dane:
m=50g=0,050kg
Para wodna T= 100*C
Lód T= -8*C
Szukane:
Q=?
Zaczynamy od zastanowienia się ile będzie procesów.
Bedzie tak:
1.Skraplanie
2.Ochładzanie
3.zamarzanie
4.Ochłodzenie lodu
Proces 1:
Q=cs*m
cs=2258000J/kg*0,05kg=112900J=112,9KJ
Proces 2:
Q=cw*m* T
T=100K
cw=4200J/kg*K
Q=4200J/kg*K*0,05kg*100K=21000J=21KJ
Proces 3:
Q=ck*m
ck=335000J/kg
Q=335000J/kg*0,05kg=16750J=16,75KJ
Proces 4:
Q=T*m*cw
T=8K
cw=2100J/kg*K
Q=2100J/kg*K*0,05kg*8K=840J=0,84KJ
Q(łaczne)=151,49151,5KJ
Odp: Odda ciepło równe 151,5 KJ.
2.
Dane:
Woda
m₁ = 1,5 kg
T₁ = 72⁰C
Kostka lodu:
m₂ = 0,9 kg
T₂ = 12⁰C
Szukane:
T = ?
Q₁ = m * Cw * ΔT
ΔT= T₁ -T
Q₁ = m₁ * Cw * ( T₁ -T)
Q₂ = m₂ * Cw * ΔT
ΔT= T -T₂
Q₂ = m₂ * Cw * ( T -T₂ )
Q₁ = Q₂
m₁ * Cw * ( T₁ -T) = m₂ * Cw * ( T -T₂ )
m₁ * ( T₁ -T) = m₂ * ( T -T₂ )
m₁T₁ - m₁T = m₂T - m₂T₂
m₁T₁ + m₂T₂ = m₂T + m₁T
m₁T₁ + m₂T₂ = T(m₂ + m₁)
T = m₁T₁ + m₂T₂ / m₂ + m₁
T =1,5 kg * 72 ⁰C + 0,9 kg * 12 ⁰C / 1,5 kg + 0,9 kg = 108+10,8/2,4= 9⁰C
Odp:Temperatura końcowa mieszaniny będzie równa 9⁰C.
3.
Dane:
sprawność= 0,58
T źródła=452*C=725K
Szukane:
T chłodnicy=?
sprawność= T źródła - T chłodnicy/T źródła
0,58=725-x/725 /*725
420.5=725-x
-304,5=-x
x=304,5K=31,5*C
Odp:Temperatura chłodnicy wynosi 31,5 *C.