Treść zadania

Najlepsze rozwiązanie

• 

  1 0

  antekL1 11.10.2011 (13:56)

  Dane i oznaczenia są w zadaniu, nie będą ich przepisywał.
  
  Zachodzi pięć procesów.
  
  1) Ogrzanie lodu od temperatury -20 C do 0 C (do temperatury topnienia).
  Używam współczynnika C1 ciepła właściwego lodu, C1 = 2100 J/(kg*K).
  Przez "m" oznaczam masę lodu, przez t1 - temperaturę -20 C, przez t0 - temp. 0 C.
  Potrzebne ciepło Q1 wynosi:
  
  Q1 = m * C1 * (t0 - t1) = 2 * 2100 * (0 - (-20)) = 84000 J = 84 kJ.
  
  Wymiar [ Q1 ] = J / (kg * K) * kg * K = J (kelvin K to to samo co stopień C).
  
  2) Topnienie lodu. Używam ciepła topnienia Ct. Potrzebne ciepło:
  
  Q2 = Ct * m = 335000 * 2 = 670000 J = 670 kJ
  
  Wymiar [ Q2 ] = kg * J / kg = J.
  
  3) Ogrzewanie wody od t0 = 0 C do t100 = 100 C. Potrzebne ciepło liczę podobnie jak w (1), tylko uzywam współczynnika C2 ciepła właściwego wody, C2 = 4200 J / (kg * K). Analogicznie jak w (1) liczę też wymiar wyniku.
  
  Q3 = m * C2 * (t100 - t0) = 2 * 4200 * (100 - 0) = 840000 J = 840 kJ.
  
  4) Parowanie wody. Używam ciepła parowania Cp, reszta jak w punkcie (2)
  UWAGA na zamianę 2300 kJ/kg na J/kg !
  
  Q4 = m * Cp = 2 * 2300000 = 4600000 J = 4600 kJ (najwięcej jak dotąd)
  
  5) Podgrzewanie pary od t100 = 100 C do t20 = 120 C.
  Zadanie NIE jest tutaj jednoznaczne, gdyż nie wiadomo, jakiego ciepła właściwego pary użyć - zależy ono od sposobu podgrzewania pary. Wzór jest identyczny jak w (1) lub (3). Jeśli C3 oznacza ciepło właściwe pary to:
  
  Q5 = m * C3 * (t120 - t100) = 40 * C3.
  
  W sieci można znaleźć C3 około 1900 J / (kg * K). Ma to sens jeśli porównać tą wielkość z ciepłem molowym gazu doskonałego (1 kg pary wodnej to około 55 moli). Rząd wielkości się zgadza, a nie można pary wodnej w temperaturze bliskiej 100 C traktować jako gazu doskonałego. Zatem wielkość Q5 przyjmij jako orientacyjną. Q5 = około 80 kJ
  
  Porównując Q1....Q5 widać że (w kilodżulach) wynoszą one:
  
  84, 670, 84, 4600, 80.
  
  Zdecydowanie najwięcej energii pochłania odparowanie wody.

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie