Домашние задания: Физика
СРОЧНО!!! ФИЗИКА ПОМОГИТЕ
В цилиндре под поршнем находится 10 г насыщенного водяного пара при давленни 100 кПа. В цилиндр впрыскивают 5 г воды при температуре 0°С. На сколько при этом опустится поршень? Плошадь сечения поршня 100 см2. Теплоемкостью цилиндра и массой поршня пренебречь. Универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(моль×К). молярная масса воды 0,018 кг/моль. Плотность воды Рв=10^3кг/м3, удельные теплоемкость и теплота парообразования воды равны соответственно 4,2 кДж/(кг×К) и 2,26×10^3 кДж/кг
В цилиндре под поршнем находится М = 10 г = 0,010 кг насыщенного водяного пара при давленни p = 100 кПа = 100*10^3 Па. В цилиндр впрыскивают m = 5 г = 0,005 кг воды при температуре t° = 0°С. На сколько (Δh) при этом опустится поршень? Плошадь сечения поршня s = 100 см2. Теплоемкостью цилиндра и массой поршня пренебречь. Универсальная газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль×К). молярная масса воды μ = 0,018 кг/моль. Плотность воды Рв = 10^3кг/м3, удельные теплоемкость и теплота парообразования воды равны соответственно c = 4,2 кДж/(кг×К) и q = 2,26*10^3 кДж/кг.
Решение:
Придётся исходить из того, что начальная температура пара: Т1 = 100°С = 373 К — иное было бы оговорено.
Примем, что начальный объем пара равен: V = s*L, где L — исходная длина цилиндра.
Из уравнения Клапейрона-Менделеева: V = s*L = (M/μ)*RT1/p = (M/μ)*RT1/p, откуда: L = (M/μ)*RT1/(p*s) = (0.010/0.018)*8.31*373/(100*10^3*100*10^(-4)) = 1.72 м.
Впрыснутая вода, пока хватит энергии пара, будет нагреваться (вплоть до 100°С) за счёт конденсации массы mᵪ наличного пара, который сам превращается в воду с t = 100°С:
с*m*100 = q*mᵪ. ==> mᵪ = cm*100/q = 4200*0.005*100/(2.26*10^6) = 0.00093 кг. — Столько пара превратится в воду с температурой 100°С.
Конечно, вкладом жидкой воды (и впрыснутой, и выпавшей из пара — не больше 6 см^3) в объём пара можно пренебречь. Оставшаяся масса пара (с прежней температурой Т1): Мᵪ = М – mᵪ = 0.010 – 0.00093 = 0.00907 кг.
Рассчитаем новый объем (длину цилиндра), занятый оставшимся паром при прежнем давлении: Lᵪ = (Mᵪ/μ)*RT1/(p*s) = (0.00907/0.018)*8.31*373/(100*10^3*100*10^(-4)) = 1.5618 м = 1.56 м.
В итоге: Δh = L – Lᵪ = 1,72 – 1,56 = 0,16 м = 16 см.
Можно, конечно и так: Δh/L = Мᵪ/M, откуда Δh = (mᵪ/M)*L = (0.00093/0.010)*1.72 = 0.15996 м = 16 см.
Решение:
Придётся исходить из того, что начальная температура пара: Т1 = 100°С = 373 К — иное было бы оговорено.
Примем, что начальный объем пара равен: V = s*L, где L — исходная длина цилиндра.
Из уравнения Клапейрона-Менделеева: V = s*L = (M/μ)*RT1/p = (M/μ)*RT1/p, откуда: L = (M/μ)*RT1/(p*s) = (0.010/0.018)*8.31*373/(100*10^3*100*10^(-4)) = 1.72 м.
Впрыснутая вода, пока хватит энергии пара, будет нагреваться (вплоть до 100°С) за счёт конденсации массы mᵪ наличного пара, который сам превращается в воду с t = 100°С:
с*m*100 = q*mᵪ. ==> mᵪ = cm*100/q = 4200*0.005*100/(2.26*10^6) = 0.00093 кг. — Столько пара превратится в воду с температурой 100°С.
Конечно, вкладом жидкой воды (и впрыснутой, и выпавшей из пара — не больше 6 см^3) в объём пара можно пренебречь. Оставшаяся масса пара (с прежней температурой Т1): Мᵪ = М – mᵪ = 0.010 – 0.00093 = 0.00907 кг.
Рассчитаем новый объем (длину цилиндра), занятый оставшимся паром при прежнем давлении: Lᵪ = (Mᵪ/μ)*RT1/(p*s) = (0.00907/0.018)*8.31*373/(100*10^3*100*10^(-4)) = 1.5618 м = 1.56 м.
В итоге: Δh = L – Lᵪ = 1,72 – 1,56 = 0,16 м = 16 см.
Можно, конечно и так: Δh/L = Мᵪ/M, откуда Δh = (mᵪ/M)*L = (0.00093/0.010)*1.72 = 0.15996 м = 16 см.
Похожие вопросы
- СРОЧНО ФИЗИКИ!!!Помогите с одним вопросом
- СРОЧНО ФИЗИКА ПОМОГИТЕ!!!!
- Срочно! Домашние задание по физике помогите решить
- ТЕСТ ПО ФИЗИКЕ ПОМОГИТЕ СРОЧНО
- Физика, ПОМОГИТЕ срочно ПЖ
- Задачка по физике, помогите срочно
- Умоляю!!! помогите очень срочно!!! Физика
- ПОМОГИТЕ СРОЧНО!!! физика 9 класс нужно решение!!!!
- Помогите, пожалуйста, срочно. физика. нужно полное решение: дано и так далее
- Физика, помогите срочно пожалуйста!!