RAPID AM NEVOIE DE AJUTOR VA ROG!!!!!!
intr un vas se afla o bucata de gheata, avand greutatea G1=98N si temperatura T1=263K. Sa se afle greutatea G2 a apei din vas daca sistemului i se transmite caldura Q=2*10^7.
Capacitatea calorica se neglijeaza. Se cunosc: c apa=4,2kJ/kg; c gheata=2,1kJ/kg*K;
lambda t=0,34MJ/kg; lambda v=2,3MJ/kg.
va rog cu rezolvare explicata.
Răspunsuri la întrebare
Răspuns: greutate apa ramasa in vas = G ≈ 43 Newton
Explicație:
gheata se afla la 263 k = - 10°C si i se transmite o cantitate de caldura
Q = 2x 10⁷ J = 20 000 000 J
gheata are o masa m = G : g = 98 N : 9,8 N/kg = 10 kg
absoarbe o caldura Q₁ si se incalzeste pana la 0⁺C
Q₁ = mcΔt
m = 10 kg
c = 2,1 kJ / kg k = 2100 J / kg k
Δt = t₂ - t₁ = 0⁰ C - ( -10⁰C) = 10 ⁰C = 10 k
Q₁ = 10 kg x 2100 J /kg k x 10 k = 210 000 J
La 0°, gheata absoarbe o cantitate de caldura Q pentru a se topi, fara modificarea temperaturii si se transforma in apa.
Q₂ = mλ = 10 kg x 0,34 MJ / kg = 10 kg x 340 000 J / kg = 3 400 000 J
In continuare, apa rezultata se va incalzi, pana la 100° ( daca primeste suficienta caldura )
Q₃ = mcΔt
m = 10 kg
c = 4,2 kJ /kg k = 4200 J / kg k
Δt = 100° - 0° = 100°C = 100 k
Q₃ = 10 kg x 4200 J / kg k x 100 k = 4 200 000 J
Daca mai este caldura suficienta, apa ajunsa la 100°C va absorbi o cantitate suplimentara de caldura pentru a se vaporiza si pleaca din vas.
apa are nevoie de
Q'₄ teoretic = mλ = 10 kg x 2 300 000 J /kg = 23 000 000 J
Constatam ca aceasta caldura este mai mare decat toata caldura transmisa vasului.
E momentul sa calculam cata caldura e disponibila :
Q - ( Q₁ + Q₂ + Q₃) = 20 000 000 - ( 210 000 + 3 400 000 + 4 200 000) = 12 910 000 J
Rezulta ca se va vaporiza doar o parte din apa, corespunzator caldurii existente, cealalta ramane in vas si este ceruta de problema.
Q₄ = mλ
m = Q₄ : λ = 12 910 000 J : 2 300 000 J/kg = 5,61 kg
Dar 5,61 kg de apa se pot transforma in vapori, restul cantitatii ramane in vas, sub forma de apa fierbinte
masa ramasa = masa initiala - masa vaporizata = 10 kg - 5,61 kg = 4,39 kg
greutatea acestei mase de apa G = mg = 4,39 kg x 9,8 N/kg = 43,022 N