Kysymys # f9cc1

Vastaus:

Kaikki jää sulaa ja veden lopullinen lämpötila on # 100 ^ oC # pieni määrä höyryä.

Selitys:

Ensinnäkin mielestäni tämä on väärässä osassa.

Toinen, olet ehkä tulkinnut väärin joitakin tietoja, jotka muuttuvat, voivat muuttaa harjoituksen ratkaisutapaa. Tarkista seuraavat tekijät:

Oletetaan seuraavat:

• Paine on ilmakehän.
• 20 g # 100 ^ oC # on kyllästetty höyry, EI vettä.
• 60 g # 0 ^ oC # on jäätä, ei vettä.

(Ensimmäisellä on vain vähäisiä numeerisia muutoksia, kun taas toisessa ja kolmannessa on suuria muutoksia)

Tätä varten on olemassa erilaisia skenaarioita. Oletetaan, että jää sulaa ja muuttuu vedeksi. Tärkeintä tässä on ymmärtää, että kun vesi muuttuu (kiinteä, neste, kaasu = jää, vesi, höyry), annettava lämpö siirtymisen aikana ei lisää lämpötilaa. Tätä lämpöä kutsutaan piileväksi lämpöksi.

Jää kuluttaa siis jonkin verran energiaa sulamaan (piilevän lämmön sulaminen).

Höyry kuluttaa energiaa haihtumaan (piilevän lämmön kiehuminen).

Siksi, jos otamme vertailulämpötilan # T_0 = 0 ^ oC # (kuten monet tekniset taulukot ja ohjekirjat tekevät) jään lämmönvaihto on negatiivinen ja höyryllä on positiivinen lämmönmuutos. Siksi lopullinen energia on yhtä suuri kuin:

# Q = ΔΗ_ (t) -ΔH_i #

• jää # ΔΗ_ (i) #

Insinöörityökalupaketin - sulatetun latentin kierteen mukaan sulava latentti lämpö on yhtä suuri # 334 (kJ) / (kg) # Mutta 20 grammaa:

# ΔΗ_ (i) = 334 (kJ) / (kg) * 0,060 kg = 20,04 kJ #

Tämä tarkoittaa, että jos KAIKKI jää sulaa, tarvitaan 6,68 kJ.

• höyry # ΔΗ_ (t) #

The Enginnering Toolbox - Steam Properties - mukaan höyryn kokonaislämpö, jos se kiehuu # 100 ^ oC # on # 2675.43 (kJ) / (kg) # Mutta 60 grammaa:

# ΔΗ_ (s) = 2675,43 (kJ) / (kg) * 0,020 kg = 53,51 kJ #

• Lopullinen energia

# Q = ΔΗ_ (t) -ΔH_i #

# Q = 53,51-20,04 #

# Q = 33.47kJ #

Yhteensä # 20grams + 60grams = 80grams = 0.08kg #:

# Q = 33,47 / 0,08 (kJ) / (kg) = 418,34 (kJ) / (kg) #

• johtopäätös

Enginnering Toolbox -höyryominaisuuksien taulukossa kerrotaan, että veden höyry on mahdollisimman järkevää # 417,51 (kJ) / (kg) # Koska lopullinen lämpö on (jopa hieman) suurempi, vesi kiehuu # 100 ^ oC #. Ainoa ero alkuperäisen höyryn kanssa on se, että se oli kyllästynyt (ei nestemäistä vettä), kun taas nyt on enimmäkseen vettä, jossa on vähän höyryä.