Question

Prosze o rozwiazanie tych zadan:) b.pilne!

Answer 1

1.
t1 = -10 st. C
c1 = 2,1 kJ/(kg*K) - ciepło właściwe lodu/śniegu
c3 = 334 kJ/kg - ciepło topnienia lodu
m2 = 1kg
t2 = 100 st. C
c2 = 4,2 kJ/(kg*K) - ciepło właściwe wody

m1 = ?

Śnieg trzeba najpierw ogrzać do temp. 0°C (ciepło Q1), a następnie stopić (ciepło Q2). Do tego potrzeba ciepło od gorącej wody Q3.
Q1 = m1c1(0° - (10°)) = m1 * 2,1 * 10 = 21m1 [kJ], jeśli m1 wyrazimy w kg
Q2 = m1c3 = 334m1 [kJ]
Q3 = m2c2*(100°-0°) = 1*420 = 420 [kJ]

Q1 + Q2 = Q3
21m1 + 334m1 = 420
m1 = 420 / (21+334)
m1 = 1,18 kg

2.
T1=7°C = 7+273K = 280 K
p1 = 5 atm = 5*1013 hPa = 506,5 kPa
T2 = 12°C = 285 K
Zakładając, że V=const (przemiana izochoryczna) z równania Clapeyrona mamy:
p1/T1 = p2/T2
skąd:
p2 = p1T2/T1 = 506,5 * 285 / 280 = 515,5 kPa

3.
Jeśli zadanie dotyczy cyklu z zadania 2, to wykresy podaję w załączniku.

4.
Sprawność=Praca wykonana / praca włożona
η = 0,2 * 10⁵J / 10⁵ J = 0,2 = 20%
W cyklu Carnota także sprawność wynosi:
η = (T1 - T2) / T1 = 1 - T2/T1, gdzie T1=temp. żródła, T2=temp. chłodnicy
0,2 = 1 - T2/T1
T2/T1 = 1 - 0,2 = 0,8
T1/T2 = 1/0,8 = 5/4
T1 = 1,25 T2

5.
a)Izoterma = linia wykresu łącząca punkty o stałej temperaturze, np. hiperbola w układzie p,V
b)Ciepło topnienia = ciepło potrzebne do stopienia określonej masy substancji (zmiany postaci stałej w płynną)
c)I zasada termodynamiki = Zmiana energii wewnętrznej ΔU układu zamkniętego jest równa energii, która przepływa przez jego granice w postaci ciepła Q lub pracy W:
ΔU = W + Q.
W przypadku układu izolowanego ΔU = 0
d) Entropia= termodynamiczna funkcja stanu, określająca kierunek przebiegu procesów samorzutnych w odosobnionym układzie termodynamicznym. Entropia jest miarą stopnia nieuporządkowania układu. Zgodnie z drugą zasadą termodynamiki, jeżeli układ termodynamiczny przechodzi od jednego stanu równowagi do drugiego w sposób samorzutny, to jego entropia zawsze rośnie.
e) Równanie Clapeyrona = równanie stanu gazu doskonałego
pV= nRT,
p=ciśnienie [Pa]
V=objętość [m³]
T=temperatura [K]
n=ilość moli
R=stała gazowa 8,3 J/(mol * K)