Fizika - hőtan! Mit rontok el vagy már alapból a gondolatmenetem is rossz?
Íme a feladat: 20 kg -10°C hőmérsékletű jégre 4 kg 100°C-os vízgőzt vezetünk. Mekkora lesz a kialakuló közös hőmérséklet? A kiegyelnítődés után mennyi víz keletkezik?
Ez én gondolatmenetem:
1. lépés: -10°C-os jégből 0°C-os jég lesz
2. 0°C-os jégből 0°C-os víz
3. 0°C-os vízből a keresett hőmérsékletre melegedő víz
Ez a három lépées vonatkozik a jégre. Szerintem. Mindháromhoz kiszámoltam a Q értékét.
Q1= c(jég)*m(jég)*10°C=418000J
Q2=L(olvadási)*m(jég)=6680000J
Q3=c(víz)*m(jég)*deltaT (amit keresünk)
A vízgőzre vonatkozóan:
4. lépés: 100°C-os vízgőzből 100°C-os víz lesz
5. 100°C-os vízből a keresett hőmérsékletre levűlő víz
Q4=L(forrási)*m(vízgőz)=9000000J
Q5=c(víz)*m(vízgőz)*deltaT
és elvileg Q1+Q2+Q3=Q4+Q5
ebből a keresett T értékre nekem 28°C körüli érték jött ki, de elméletileg a megoldás 35,6°C Mit rontok el? Köszönöm a választ! 18/L
Nem tudom, hol rontottad el, mert nem számoltam utána, de figyeltél arra, hogy Q3-ban deltaT1=Tvegso-0C=Tvegso ;s
Q5-ben deltaT2=Tvegso-100C <0 (negatív előjellel kell venni, mert deltaT2 negatív).
(Ha így sem jön ki a jó eredmény, akkor talán ott van a baj, hogy a jég tömege nem éppen egyenlő a belőle kiolvadt víz tömegével.)
víz fajhője - 4,186 kJ/kgK
jég fajhője - 2,1 kJ/kgK
Itt ronthattad el!
Kérdező! Szerintem nem értetted az 1. választ!
Nem csak deltaT van, hanem deltaT1 és deltaT2, vagyis
deltaT és 100-deltaT.
Ügyes vagy, a gondolkodási útvonal kiváló: a két rendszer (jég és vízgőz) közötti hőforgalmak (jég --> vízgőz és vízgőz --> jég) azonosak. Mivel ellentétes irányokról van szó az egyenletben egyik oldal - ezt kompenzálandó - negatív előjelet kap:
Q1 + Q2 + Q3 = - (Q3 + Q4)
Keressük az egyensúlyban lévő víz hőmérsékletét, jelöljük ezt t-vel.
Végül a 0 ºC hőmérsékletű víz t ºC-ra melegszik, így a Δt hőmérséklet-változás: Δt=t-0.
Végül a 100 ºC hőmérsékletű víz t ºC-ra hűl, így a Δt hőmérséklet-változás: Δt=t-100.
Írjük föl most már a kibővített egyenletet (azért írom külön, ne szabdalja szét a reklám):
c(jég)*m(jég)*{0-(-10)} + Lo(jég)*m(jég) + c(víz)*m(jég)*(t-0) =
= - {-Lf(víz)*m(vízgőz) + c(víz)*m(vízgőz)*(t-100)} =
= Lf(víz)*m(vízgőz) + c(víz)*m(vízgőz)*(100-t)
418700 + 6699200 + 83664*t =
= 9025200 + 16733*(100-t)
t = 35,7 ºC
ρ(víz, t=35,7 ºC) = ? g/cm3=kg/dm3 (ki kell keresni valahonnan)
V(víz, t=35,7 ºC) = 24 kg / ? kg/dm3 = ?? dm3...
Megjegyzés: Függvénytáblázat (1989):
c(jég)=2093,5 J/kgºC, Lo(jég)=334960 J/kg
c(víz)=4183,2 J/kgºC, Lf(víz)=2256300 J/kg
* "...a két rendszer (jég és vízgőz) közötti hőforgalmak (jég --> vízgőz és vízgőz --> jég) azonosak."
Elnézést, hülyeséget írtam, mert - termodinamikai értelemben vett - hő csak a melegebb helyről áramolhat hidegebb helyre (vízgőz --> jég).
Az egyenlet amúgy jó: Q1+Q2+Q3=-(Q4+Q5)
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!