1. При 17 °С насыщенный водяной пар отделен от жидкости и после этого нагрет при неизменном объеме до 27 °С. Каким станет его давление? 2. Какое количество стоградусного водяного пара требуется для нагревания 10 кг воды от 10 до 60 °С? 3. Поверхностное натяжение керосина 2,4 * 10⁻² Н/м. Какую работу совершат силы поверхностного натяжения при уменьшении поверхностного слоя керосина на 25 см²?
Используем закон Клапейрона-Клаузиуса: P₁/T₁ = P₂/T₂, где P₁ и T₁ - давление и температура до нагрева, а P₂ и T₂ - давление и температура после нагрева. При 17 °C давление насыщенного пара будет равно 2,34 кПа, поэтому: 2.34 кПа/273K = P₂/300K, откуда P₂ ≈ 2,63 кПа.
Для нагревания 10 кг воды на 50 градусов нужно Q = mcΔT = 10 кг 4186 Дж/(кг°C) * 50°C = 2 093 000 Дж. Теплота парообразования воды при 100 °C равна 2260 кДж/кг, значит, нам нужно 2 093 000 Дж / 2260 кДж/кг = 926,99 кг водяного пара.
Работа, совершенная при уменьшении поверхностного слоя на 25 см², равна W = σ dS, где σ - поверхностное натяжение, а dS - изменение площади поверхности. Таким образом, W = 2,4 10⁻² Н/м 25 10⁻⁴ м² = 6 * 10⁻⁴ Дж.
Используем закон Клапейрона-Клаузиуса: P₁/T₁ = P₂/T₂, где P₁ и T₁ - давление и температура до нагрева, а P₂ и T₂ - давление и температура после нагрева. При 17 °C давление насыщенного пара будет равно 2,34 кПа, поэтому: 2.34 кПа/273K = P₂/300K, откуда P₂ ≈ 2,63 кПа.
Для нагревания 10 кг воды на 50 градусов нужно Q = mcΔT = 10 кг 4186 Дж/(кг°C) * 50°C = 2 093 000 Дж. Теплота парообразования воды при 100 °C равна 2260 кДж/кг, значит, нам нужно 2 093 000 Дж / 2260 кДж/кг = 926,99 кг водяного пара.
Работа, совершенная при уменьшении поверхностного слоя на 25 см², равна W = σ dS, где σ - поверхностное натяжение, а dS - изменение площади поверхности. Таким образом, W = 2,4 10⁻² Н/м 25 10⁻⁴ м² = 6 * 10⁻⁴ Дж.