Treść zadania

Rozwiązania

• 

  3 2

  antekL1 17.12.2015 (00:52)

  Zadanie "Do aluminiowego kalorymetru...."
  
  Oznaczmy [ nie mogę się doczytać ze zdjęcia, ale chyba w taki sposób ]
  m1 = 0,1 kg - masa kalorymetru
  m2 = 1 kg - masa ciepłej wody
  m3 = 0,2 kg - masa lodu
  tc = 50 C - temperatura ciepłej wody
  tz = 0 C - temperatura lodu
  Cal = 920 J / (kg*K) - ciepło właściwe aluminium
  Cw = 4200 J / (kg*K) - ciepło właściwe wody
  Ct = 333700 J / kg - ciepło topnienia lodu [ z Wikipedii ]
  
  Szukamy końcowej temperatury t.
  
  Zachodzą następujące procesy:
  - lód topi się, pobierając ciepło Q4
  Q4 = Ct * m3
  - woda z lodu ogrzewa się od temp. tz = 0 C do t, pobierając ciepło Q3
  Q3 = Cw * m3 * ( t - tz )
  - ciepła woda ochładza się od temperatury tc do t oddając ciepło Q2
  Q2 = Cw * m2 * ( tc - t )
  - kalorymetr ochładza się od temperatury tc do t oddając ciepło Q1
  Q1 = Cal * m1 * ( tc - t )
  
  Bilans cieplny wygląda w taki sposób:
  
  Q1 + Q2 = Q3 + Q4 ; podstawiamy poprzednie wzory do równania i liczymy " t ".
  
  ALE: UWAGA!
  musimy sprawdzić, czy nie zajdzie taka sytuacja, że ciepła Q1 + Q2
  w ogóle nie wystarczy do stopienia lodu (którego jest dość dużo).
  W tym celu znajdujemy najpierw ciepło Q4
  
  Q4 = 0,2 * 333700 = 66740 J
  
  Następnie liczymy ciepło Q potrzebne do schłodzenia ciepłej wody i kalorymetru
  od temperatury tc do zera stopni.
  
  Q = (Cw * m2 + Cal * m1) * ( tc - 0 )
  Q = (4200 * 1 + 920 * 0,1) * ( 50 - 0 ) = 214600 J.
  Jest to więcej, niż Q4 więc spokojnie możemy stosować bilans ciepła jak wyżej.
  Wstawiamy Q1, ... Q4, oraz podstawiamy tz = 0
  
  Cal * m1 * ( tc - t ) + Cw * m2 * ( tc - t ) = Cw * m3 * ( t - 0 ) + Ct * m3
  
  Stąd po prostych (??) przekształceniach dostajemy"
  
  t = [ ( Cal * m1 + Cw * m2 ) * tc - Ct * m3 ] / [ Cal * m1 + Cw * ( m2 + m3 ) ]
  
  Wymiar się zgadza bo w liczniku mamy J / (kg * K) * kg * K + J / kg * kg = J,
  a w mianowniku J / (kg * K) * kg = 1 / K
  stąd całość wychodzi w stopniach Celsjusza [ równych Kelvinom co do wymiaru ].
  
  Po podstawieniu danych (zrobiłem to programem do symbolicznych obliczeń,
  podobnie jak obliczenie ' t ' ) wychodzi:
  
  t = około 28,8 C
  =========================================================
  
  Zadanie "Ciepło właściwe ołowiu..."
  
  Oczywiście że ołów pobierze mniej ciepła bo ma niższe ciepło właściwe.
  Końcowa temperatura - o ile dobrze przeczytałem - to 200 C.
  Ołów jeszcze się wtedy nie topi, więc nie ma "haczyków" w tym zadaniu.
  =========================================================
  
  Proszę, zamieść pozostałe zadania po jednym, bo są strasznie "kobylaste"
  (podobnie jak to pierwsze z tego zestawu).
  To trzecie z kolei jeszcze zawiera skraplanie się pary oprócz topnienia lodu,
  czwarte wymaga uwzględnienia ogrzewania lodu,
  a w ostatnim czuję jakiś podstęp...
  
  Załącznik ten sam, tylko napisz początek zadania do rozwiązania :)

  Dodawanie komentarzy zablokowane - Zgłoś nadużycie

  • 

    hubaman123 27.12.2015 (18:06)

    zad 1 do aluminiowego kalorymetru o m1 0,1 kg zawierajacego m2 1 kg wody o t1 50 st C wrzucono kostke lodu t2 O st C i m3 0,2 kg .jaka bedzie temperatura koncowa ukladu .Cw aluminium Cal 920 J kg*K, Cw wody Cw 4200J kg*K a

  • 

    hubaman123 27.12.2015 (18:01)

    zad 4 do aluminiowego kalorymetru o m1 0,06 kg i cieple wlasciwym Cal=920J/kg*K wlano m2 180 g wody o temp t1 32 st C a nastepnie wrzucono m3 44 g lodu o temp t2 -15 st C koncowa temp wody po stopnieniu lodu wynosila tk 11 st C Oblicz cieplo topnienia wody.