Скрытая теплота парообразования
Когда вещество изменяет состояние с жидкого на парообразное, его молекулы приобретают достаточно энергии для преодоления всех сил, включая силу притяжения. Энергия, потребляемая насыщенной жидкостью, увеличивает внутреннюю потенциальную энергию вещества, что увеличивает разделение молекул жидкости. Количество энергии, требуемой для данной внутренней работы по преодолению ограничивающих сил, очень велико. По этой причине вещества поглощать энергию при изменении состояния с жидкого до парообразного, огромна. Она во много раз больше, чем вещества поглощать энергию при переходе от твердой фазы к жидкой.
Так как внутренняя кинетическая энергия при изменении состояния не возрастает, температура жидкости остается постоянной. Количество энергии, которую одна единицы жидкости поглощает при переходе от жидкого состояния к парообразному или отдает при переходе от парообразного состояния к жидкому, называется скрытой теплотой парообразования. Скрытая теплота парообразования различна для разных жидкостей. Как и в случае с температурой насыщения, определенная скрытая теплота парообразования значительно изменяется при изменении давления. Обычно, когда давление в окружающей среде увеличивается, температура насыщения жидкости также увеличивается, а ее скрытая теплота парообразования уменьшается.
дано
m=0.4 кг
T=100 град
T1=Т2+ 3 град = 1 град (температура поднялась на 3 градуса)
T2= -2 град
T3= 0 град
c=4200 Дж/кг*С
с1=2100 Дж/кг*С
λ=3.4*10^5 Дж/кг
L=2.3*10^6 Дж/кг
m1 - ?
решение
пар конденсируется
Q1=-mL
вода ГОРЯЧАЯ охлаждается
Q2=cm*(T1-T)
лед нагревается
Q3=с1m1(Т3-Т2)
лед плавится
Q4=λm1
вода ХОЛОДНАЯ нагревается
Q5= cm1*(T1-T3)
по условию потерь тепла НЕТ
уравнение теплового баланса
Q1+Q2+ Q3+Q4+Q5=0
-(Q1+Q2) = Q3+Q4+Q5
-(-mL+ cm*(T1-T) ) = с1m1(Т3-Т2) + λm1+ cm1*(T1-T3)
-m (-L+с(T1-T))=m1*( с1(Т3-Т2) + λ+ c*(T1-T3) )
m1 = -m (-L+с(T1-T)) /( с1(Т3-Т2) + λ+ c*(T1-T3) )
m1 = - 0.4 (-2.3*10^6+4200 (1-100) ) / (2100(0-(-2))+ 3.4*10^5+4200*(1-0))=3.118 кг =3.12кг
ОТВЕТ 3.118 кг =3.12кг
