질량 2 kg, 온도 315 oC, 비열 12 (KJ) / (kg * K)의 물체를 0 oC에서 37 L의 물에 담은 용기에 떨어 뜨린다. 물이 증발합니까? 그렇지 않다면, 물의 온도는 얼마만큼 변화합니까?

대답:

물은 증발하지 않습니다. 물의 최종 온도는:

# T = 42 ^ oC #

그래서 온도 변화:

# ΔT = 42 ^ oC #

설명:

둘 다 동일한 단계에 머물러 있다면 총 열은 다음과 같습니다.

# Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

초기 열 (혼합 전)

어디에 # Q_1 # 물의 열이며 # Q_2 # 물체의 열. 따라서:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T_1 + m_2 * c_ (p_2) * T_2 #

이제 우리는 그것에 동의해야합니다:

• 물의 열용량은 다음과 같습니다.

#c_ (p_1) = 1 (kcal) / (kg * K) = 4,18 (kJ) / (kg * K) #

• 물의 밀도는 다음과 같습니다.

# ρ = 1 (kg) / (lit) => 1lit = 1kg -> # 그래서 kg과 리터는 물에서 동등합니다.

그래서 우리는:

# Q_1 + Q_2 = #

(kg + K) * (315 + 273) K # 2kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (0 + 273)

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

최종 열 (혼합 후)

• 물과 물체의 최종 온도는 일반적입니다.

# T_1 '= T_2'= T #

• 또한 총 열은 동일합니다.

# Q_1 '+ Q_2'= Q_1 + Q + 2 #

따라서:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T + m_2 * c_ (p_2) * T #

방정식을 사용하여 최종 온도를 찾습니다.

# Q_1 + Q_2 = T * (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (Q_1 + Q_2) / (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# (T) = (56334,18) / (37 * 4,18 + 2 * 12) (kJ) / (kg * (kJ) /

# T = 315 ^ oK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

압력이 대기압 인 경우, 물의 비등점은 # 100 ^ oC #. 최종 온도:

# T = 42 ^ oC #

그래서 온도 변화:

# ΔT = | T_2-T_1 | = | 42-0 | = 42 ^ oC #