• В стакан налит кипяток при температуре 100° С. Над поверхностью стакана поднимается пар со скоростью V=0.6 см/с. Масса воды в стакане m=200 г. Площадь поверхности, с которой происходит испарение, S=33 см2. Удельная теплота парообразования равна 2.3 МДж/кг, теплоемкость воды C=4200 Дж/кг·К, плотность водяного пара при 100° С равна 580 г/м3. Считая, что весь пар имеет температуру 100° С, и что вся теплота, затрачиваемая на испарение, забирается у воды в стакане, найдите в град/с скорость остывания воды в стакане за счет испарения воды. При нахождении скорости остывания считайте, что теплоемкостью стакана и убылью воды в стакане можно пренебречь. Также найдите на сколько градусов ΔT остынет кипяток за t=17 с и какая масса воды m1 испарится за время t.
    Ответы вводите с точностью до тысячных.

Ответы 1

  • Обозначим скорость остывания, как T', тогда:T' = dT/dtC = cm = dQв/dT ;dT = dQв/[cm]     – здесь dQв – изменение энергии воды,dQв + dQп = 0      – здесь dQп – изменение энергии пара,Qп = λm ;m = ρV ;V = Sh ,     где h – высота подъёма пара ;m = ρV = ρSh ;Qп = λm = λρSh ;dQп = d(λρSh) = λρSdh ;dQв = –dQп =–λρSdh ;dT = dQв/[cm] = –λρS/[cm] dh  ;T' = dT/dt = –λρS/[cm] dh/dt = –λρSv/[cm] ;T' = –λρSv/[cm] ≈≈ – 2 300 000 * 0.58 * [ 33 / 10 000 ] * [ 0.6 / 100 ] / [ 4200 * 0.2 ] ≈≈ – 23 * 29 * 11 * 3 / 700 000 ≈ –0.0314 °C/с ;ΔT = T't = –λρSvt/[cm] ≈≈ – 2 300 000 * 0.58 * [ 33 / 10 000 ] * [ 0.6 / 100 ] * 17 / [ 4200 * 0.2 ] ≈≈ – 23 * 29 * 33 * 17 / 700 000 ≈ –0.53°C ;m = ρSh ;dm/dt = d(ρV)/dt = ρd(Sh)/dt = ρS dh/dt = ρSv ;Δm = [dm/dt] t = ρSvt ≈≈ 0.58 * [ 33 / 10 000 ] * [ 0.6 / 100 ] * 17 ≈ 58 * 33 * 6 * 17 / 1 000 000 000 ≈≈ 195 / 1 000 000 кг ≈ 195 / 1000 г ≈ 0.195 г ≈ 195 мг .
    • Автор:

      beauxzceo
    • 6 лет назад
    • 0
  • Добавить свой ответ

Войти через Google

или

Забыли пароль?

У меня нет аккаунта, я хочу Зарегистрироваться

How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years