Fizika- Hőtan példát megoldjátok?

A vízgőz belső energiáját megkapjuk, ha a vízzel közölt, az elpárologtatáshoz szükséges energiából levonjuk a már a vízgőz által végzett tágulási munkát (mert ugye a gőz térfogata nagyobb, mint a vízé volt).

Gondolom a gőz sűrűségére 0,6 kg/m3-t akartál írni. Vagyis 0,2 kg vízből 1/3 m3 gőz lesz. A forráshő közlése felszakítja a molekulák közti kapcsolatokat, ez 0,2 kg víz esetén csak egyötöde a 2250000 J-nak, vagyis 450000 J.

A tágulási munkához kell a víz sűrűsége 100 C fokon és 100000 Pa nyomáson. Legyen ez kb. 958 kg/m3. A vízgőzé csak 0,6 kg/m3, vagyis 1596,67-szer akkora. A különbözet, azaz a "delta V" 1595.67-szer akkora mint az eredti térfogat, ami 0,2 kg/(958 kg/m3) = 0,3331 m3. A térfogati munka p*"delta V" = 100000*0,3331 = 33310 J.

Ezt levonva a közölt hőből: 450000 J - 33310 J = 416690 J. A kis eltérés valószínűleg amiatt van, mert nem tudom, hogy a tankönyv mennyit vesz vízsűrűségnek 100 C fokon.

A lényegre válaszolva:

Ha egyáltalán nem hagynánk a térfogat-növekedést, akkor növekedne a ugyan a nyomás, de a víz nem tudna „elpárologni“ míg el nem érné a kritikus hőmérsékletet. Ekkor gőzzé (gáz halmazállapotúvá válna) térfogat-növekedés nélkül. A víz belső energia változása tartalmazná a hőmérséklet változásból adódó hőenergiát és a halmazállapot változásból adódó energiát. A víz belső energiájának (vagyis az energia szintjének) a megnövekedése egyenlő lenne a teljes bevitt energiával, nem lenne a külső munkavégzésből adódó „veszteség“.