Zadanie

Zadanie. Termodynamika.

Hartowanie stali polega na szybkim ochłodzeniu rozgrzanego metalu. Po wrzuceniu stali o masie m_s=5kg i temperaturze t_s=800^oC do wody o masie m_w=20kg i temperaturze t_w=20^oC wyparowało 1% wody.

Oblicz temperaturę końcową wody wraz z hartowanym elementem przy założeniu, że wymianę ciepła układu z otoczeniem można zaniedbać.

 

Rozwiązanie

Dane

Dane:

ciepło właściwe wody

,

ciepło parowania wody

,

ciepło właściwe stali

,

Szukane

Szukane: t =?

Rozwiązanie

Rozgrzany metal oddaje ciepło wodzie, przy czym część tej wody ulegnie odparowaniu. Można obliczyć ciepło:

1. oddane przez metal ochłodzony do temperatury końcowej t_k

2. ciepło pobrane przez wodę do ogrzania do temperatury t_k

3. ciepło pobrane przez wodę, która następnie odparowała

4. ciepło pobrane przez wodę na odparowanie.

Przy założeniu, że układ woda-stal jest dobrze izolowany od otoczenia, bilans ciepła ma postać:

Obliczona na mocy powyższego równania temperatura końcowa wynosi t_k=35^oC.

Odpowiedź

Temperatura końcowa wynosi 35^oC.

Dyskusja

 

Podstawa teoretyczna

Artykuły na stronie

Ciepło właściwe substancji

Temperatura i ciepło topnienia

Słownik pojęć termodynamicznych

Termodynamika

Linki

...

Zadania z przedmiotu

Zadania