1. В сосуд, содержащий 0.3 кг воды при температуре 5 градусов, выпускают 5 г. водяного пара при 100 градусов. Какая температура установится в сосуде после впуска пара? Теплоемкостью сосуда пренебречь. 2. Вечером температура воздуха 20 градусов, относительная влажность 60%. Какая должна быть температура ночью, чтобы водяные пары перешли в насыщенное состояние? 3. Когда кипящий чайник выпускает пар в воздух, мы видим белые клубы. Правильно ли их называть паром?
Для решения этой задачи необходимо применить закон сохранения энергии. Пусть ( c_в ) - удельная теплоемкость воды, ( c_п ) - удельная теплоемкость водяного пара, ( m_в ) - масса воды, ( m_п ) - масса водяного пара. Тогда изменение энергии системы будет равно нулю: [ m_в c_в \Delta T_в + m_п c_п \Delta Tп = 0 ] [ 0.34200(T{конечная} - 5) + 0.0052010(100-T{конечная}) = 0 ] [ 1260(T{конечная} - 5) + 10.05(100-T{конечная}) = 0 ] [ 1260T{конечная} - 6300 + 10.05*100 - 10.05T{конечная} = 0 ] [ 256.05T{конечная} = 690 ] [ T_{конечная} \approx 2.7 градусов ]
Таким образом, температура в сосуде после выпуска пара будет около 2.7 градусов.
Для определения температуры, при которой воздушная смесь станет насыщенной, можно воспользоваться формулой насыщенного давления водяного пара при данной температуре и относительной влажности: [ P = P{нас} * \phi = P{нас} * 0.6 ] При температуре ночью температура должна быть такой, чтобы давление насыщенных паров было равно ( P ). Можно решить уравнение для нахождения этой температуры.
Нет, белые клубы, которые видны при выпуске пара из кипящего чайника, не являются паром. Это конденсированные капли воды, образовавшиеся при остывании и конденсации пара.
[ m_в c_в \Delta T_в + m_п c_п \Delta Tп = 0 ]
[ 0.34200(T{конечная} - 5) + 0.0052010(100-T{конечная}) = 0 ]
[ 1260(T{конечная} - 5) + 10.05(100-T{конечная}) = 0 ]
[ 1260T{конечная} - 6300 + 10.05*100 - 10.05T{конечная} = 0 ]
[ 256.05T{конечная} = 690 ]
[ T_{конечная} \approx 2.7 градусов ]
Таким образом, температура в сосуде после выпуска пара будет около 2.7 градусов.
Для определения температуры, при которой воздушная смесь станет насыщенной, можно воспользоваться формулой насыщенного давления водяного пара при данной температуре и относительной влажности:
[ P = P{нас} * \phi = P{нас} * 0.6 ]
При температуре ночью температура должна быть такой, чтобы давление насыщенных паров было равно ( P ). Можно решить уравнение для нахождения этой температуры.
Нет, белые клубы, которые видны при выпуске пара из кипящего чайника, не являются паром. Это конденсированные капли воды, образовавшиеся при остывании и конденсации пара.