Индивидуальное задание по тепловому балансу

Уравнение теплового баланса

Теоретические вопросы

1. Нагревание и охлаждение вещества. Удельная теплоемкость.

2. Плавление и кристаллизация. Удельная теплота плавления и ее физический смысл.

3. Испарение и конденсация. Удельная теплота парообразования.

4. Уравнение теплового баланса.

Задачи

Удельная теплоемкость льда 2100 Дж /кг ºС; воды 4200 Дж /кг ºС; удельная теплота плавления льда 3,3·10⁵ Дж/кг, удельная теплота парообразования воды 2,1 × 10⁶ Дж/кг.

1. В калориметре смешали 2 кг воды при температуре 50 °С и 3 кг воды при температуре 30 °С. Найдите температуру (в °С) смеси. Теплоемкость калориметра не учитывать.

2. Некоторую массу воды с начальной температурой 50 °С нагревают до температуры кипения, пропуская через нее пар при температуре 100 °С. На сколько процентов увеличится при этом масса воды? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,1 × 10⁶ Дж/кг.

3. На плитке нагревают воду от 10ºС до 100ºС за 18 минут. Продолжая нагрев заметили, что 20% воды пир кипении испарились за 23 минуты. Зная удельную теплоемкость воды рассчитайте удельную теплоту ее парообразования при температуре кипения.

4. Кусок льда массой 20 кг с температурой -20ºС опустили в сосуд с 20 кг воды при температуре 70ºС. Определите массу воды в системе и конечную температуру.

5. 200 г. воды с температурой 50ºС охлаждают, забирая каждую секунду 300 Дж теплоты. Через какой промежуток времени температура льда станет равной -10ºС? Определите, за какое время вода (лед) охлаждается на 1ºС и постройте график зависимости температуры воды (льда) от времени.

6. Нагретое да 100ºС тело опустили в сосуд с водой, при этом температура воды выросла с 20ºС до 30ºС. Какой была бы температура воды, если бы в нее одновременно с первым телом опустили такое же, только нагретое до температуры 50ºС?