Mieszaninę złożoną z m1=5kg lodu i m2=15kg wody o temperaturze

http://fizykapoludzku.pl
Mieszaninę złożoną z m1=5kg lodu i m2=15kg wody o temperaturze tp=0°C należy ogrzać do
temp tk=20°C za pomocą pary wodnej o temp t=100°C. Jaką ilość pary wodnej m należy
wprowadzić do wody.
ct=340000J/kg ciepło topnienia lodu
cp=2260000J/kg ciepło parowania
cw2=4200 J/(kg∙°C) ciepło właściwe wody
Korzystamy z bilansu cieplnego: lód i woda pobiorą ciepło, para wodna i skroplona z niej woda oddadzą ciepło.
Podzielę zadanie na pojedyncze procesy i napiszę jakie ciepło temu towarzyszy:
Pobieranie ciepła:
1) Lód się topi bez zmiany temperatury pobierając ciepło:
ܳଵ = ݉ଵ ∙ ܿ௧
2) Woda z mieszaniny i woda powstała po stopnieniu lodu ogrzewają się do temp 20°C o ∆‫ݐ‬ଵ = 20°C
ܳଶ = ሺ݉ଵ + ݉ଶ ሻ ∙ ܿ௪ ∙∆‫ݐ‬ଵ
Oddawanie ciepła:
3) Para wodna skrapla się:
ܳଷ = ݉ ∙ ܿ௣
4) Woda powstała z pary ochładza się do temp 20°C o ∆‫ݐ‬ସ = 80°C
ܳସ = ݉ ∙ ܿ௪ ∙∆‫ݐ‬ସ
Zasada bilansu cieplnego polega na tym, że
CIEPŁO POBRANE = CIEPŁO ODDANE
ܳଵ + ܳଶ = ܳଷ + ܳସ
݉ଵ ∙ ܿ௧ + ሺ݉ଵ + ݉ଶ ሻ ∙ ܿ௪ ∙ ∆‫ݐ‬ଵ = ݉ ∙ ܿ௣ + ݉ ∙ ܿ௪ ∙ ∆‫ݐ‬ସ
݉ଵ ∙ ܿ௧ + ሺ݉ଵ + ݉ଶ ሻ ∙ ܿ௪ ∙ ∆‫ݐ‬ଵ = ݉ ∙ ൫ܿ௣ + ܿ௪ ∙ ∆‫ݐ‬ସ ൯
݉=
݉=
݉ଵ ∙ ܿ௧ + ݉ଵ ∙ ܿ௪ ∙ ∆‫ݐ‬ଵ
ܿ௣ + ܿ௪ ∙ ∆‫ݐ‬ସ
‫ܬ‬
‫ܬ‬
+ ሺ15݇݃ + 5݇݃ሻ ∙ 4200
∙ 20°‫ ܥ‬1700000‫ ܬ‬+ 1680000‫ܬ‬
݇݃
݇݃ ∙ °‫ܥ‬
=
= 1,3݇݃
‫ܬ‬
‫ܬ‬
‫ܬ‬
2260000
+ 4200
∙ 80°‫ܥ‬
2596000
݇݃
݇݃ ∙ °‫ܥ‬
݇݃
5݇݃ ∙ 340000
Zadaj pytanie do Fizyka w pytaniach i odpowiedziach: http://fizykapoludzku.pl/?page_id=28