Film samouczek

Na czym polega bilans cieplny?

Obejrzyj film samouczek, z którego dowiesz się, jak analizować i wykorzystywać bilans cieplny w przemianach fazowych. Następnie wykonaj samodzielnie polecone w nim obliczenia.

Zapoznaj się z filmem samouczkiem, z którego dowiesz się, jak analizować i wykorzystywać bilans cieplny w przemianach fazowych. Następnie wykonaj samodzielnie polecone w nim obliczenia.

RNSYjnqw5pyMt

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0. https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.pl.

Polecenie 1

Jaka powinna być masa pary o temperaturze 100Indeks górny oC, aby po wpuszczeniu jej do w termosu, w którym znajduj się 1 kg lodu o temperaturze 100Indeks górny oC, pozostała wyłącznie woda o temperaturze 50Indeks górny oC?

W filmie samouczku zostały podane niezbędne do rozwiązania tego zadania wartości: ciepła topnienia lodu, ciepła skraplania pary wodnej oraz ciepła właściwego wody.

Rozwiąż to zadania samodzielnie, a w razie potrzeby skorzystaj z podanych poniżej wskazówek. Na zakończenie porównaj swoje rozwiązanie z umieszczonym rozwiązaniem wzorcowym.

Ułóż bilans cieplny, w którym uwzględnisz, że cała masa m lodu topnieje, a woda powstała z lodu ogrzewa się do końcowej temperatury $t_{k} = 50 ° C$ . Oba te procesy wymagają dostarczenia ciepła.

Jednocześnie masa mIndeks dolny x pary wodnej ulega skropleniu a woda z niej powstała oziębia się do tej samej temperatury $t_{k}$ . Te procesy przebiegają z oddawaniem ciepła.

Poprawnie ułożony bilans cieplny powinien doprowadzić do równania:

m \cdot c_{t} + m \cdot c_{w} \cdot (t_{k} - t_{1}) = m_{x} \cdot c_{p} + m_{x} \cdot c_{w} \cdot (t_{2} - t_{k}),

w którym niewiadomą jest $m_{x}$ .

Rozwiązanie równania ułożonego zgodnie z bilansem cieplmnym ma postać:

$m_{x} = m \cdot \frac{c_{t} + c_{w} \cdot (t_{k} - t_{1})}{c_{p} + c_{w} \cdot (t_{2} - t_{k})}$ ,
a po podstawieniu danych liczbowych w odpowiednich jednostkach otrzymasz, z dokładnością do dwóch cyfr znaczących:
$m_{x} = 0,22 kg$ .

Przeczytaj

Sprawdź się

Na czym polega bilans cieplny?