Một vật có khối lượng 2 kg, nhiệt độ 315 ^ oC và nhiệt dung riêng 12 (KJ) / (kg * K) được thả vào vật chứa có 37 L nước ở 0 ^ oC. Nước có bốc hơi không? Nếu không, nhiệt độ của nước thay đổi bao nhiêu?

Câu trả lời:

Nước không bay hơi. Nhiệt độ cuối cùng của nước là:

# T = 42 ^ oC #

Vì vậy, sự thay đổi nhiệt độ:

# ΔT = 42 ^ oC #

Giải trình:

Tổng nhiệt, nếu cả hai vẫn cùng pha, là:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Nhiệt ban đầu (trước khi trộn)

Ở đâu # Q_1 # là sức nóng của nước và # Q_2 # sức nóng của vật thể. Vì thế:

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

Bây giờ chúng ta phải đồng ý rằng:

• Nhiệt dung của nước là:

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

• Mật độ của nước là:

# ρ = 1 (kg) / (sáng) => 1lít = 1kg -> # vì vậy kg và lít bằng nhau trong nước.

Vì vậy chúng tôi có:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37kg * 4,18 (kJ) / (kg * K) * (0 + 273) K + 2kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (315 + 273) K #

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

Nhiệt cuối cùng (sau khi trộn)

• Nhiệt độ cuối cùng của cả nước và vật thể là phổ biến.

# T_1 '= T_2' = T #

• Ngoài ra, tổng nhiệt là bằng nhau.

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

Vì thế:

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

Sử dụng phương trình để tìm nhiệt độ cuối cùng:

# 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) / (kg * K) #

# T = 315 ^ oK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

Với điều kiện áp suất là không khí, nước không bay hơi, vì điểm sôi của nó là # 100 ^ oC #. Nhiệt độ cuối cùng là:

# T = 42 ^ oC #

Vì vậy, sự thay đổi nhiệt độ:

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