Treść zadania

Katka1995

Krążek miedzi o masie 75 g ogrzano w piecyku do temperatury 312 ͦC. Następnie wrzucono go do szklanej zlewki zawierającej 220 g wody. Pojemność cieplna zlewki wynosi 45 cal/K. Temperatura początkowa zlewki i wody równa się 12 ͦC. Wyznacz temperaturę końcową układu po osiągnięciu przez niego stanu równowagi termodynamicznej. Zakładamy, że krążek, zlewka i woda tworzą układ izolowany oraz że można zaniedbać parowanie wody.

Zadanie jest zamknięte. Autor zadania wybrał już najlepsze rozwiązanie lub straciło ono ważność.

Najlepsze rozwiązanie

  • 1 0

    Komuś już rozwiązywałem identyczne zadanie. Cytuję swoje rozwiązanie:

    Oznaczmy:
    mm = 75 g - masa miedzi
    mw = 220 g - masa wody
    tc = 312 C - początkowa temperatura miedzi
    tz = 12 C - początkowa temperatura zlewki i wody
    Cz = 45 cal / K = 188,55 J / K - pojemność cieplna zlewki w dżulach na kelvin
    Z tablic:
    Cm = 0,386 J / (g*K) - ciepło właściwe miedzi
    Cw = 4,190 J / (g*K) - ciepło właściwe wody

    Szukamy końcowej temperatury t.

    W układzie zachodzą następujące procesy:

    miedź ochładza się od temperatury tc do temperatury t oddając ciepło Q1
    Q1 = Cm mm (tc - t)

    woda ogrzewa się od temperatury tz do temperatury t pobierając ciepło Q2
    Q2 = Cw mw (t - tz)

    zlewka ogrzewa się od temperatury tz do temperatury t pobierając ciepło Q3
    Q3 = Cz (t - tz)

    Układ jest izolowany czyli: Q1 = Q2 + Q3. Podstawiamy wzory z góry:

    Cm mm (tc - t) = Cw mw (t - tz) + Cz (t - tz)

    Stąd po prostych przekształceniach obliczamy temperaturę t
    [ użyłem programu do symbolicznych obliczeń ]

    t = [ Cm mm tc + (Cz + Cw mw) tz ] / (Cz + Cm mm + Cw mw)

    Podstawiamy dane (nie trzeba zamieniać gramów na kg, bo ciepła właściwe są podane w jednostkach J/(g * K) więc gramy się skracają. Wychodzi:

    t = około 19,6 C

Rozwiązania

Podobne materiały

Przydatność 55% Masy powietrza.

Globalna cyrkulacja atmosfery powoduje powstawanie wokół Ziemi różnorodnych mas powietrza. Masą powietrza nazywamy wycinek troposfery charakteryzujący się dużą jednorodnością cech fizycznych, takich jak temperatura i wilgotność. Masa powietrza zalegająca dłuższy czas np. kilka dni nad danym obszarem nabiera cech tego obszaru. Przykładowo masa formująca się w...

Przydatność 50% Niskie temperatury

Niskie temperatury Zainteresowanie niskimi temperaturami było pierwotnie związane z próbami skraplania i ewentualnie zestalenia wszystkich znanych gazów. Próby te dzięki długotrwałym wysiłkom licznych eksperymentów zostały uwieńczone sukcesem. Przy okazji stwierdzono wiele niezwykłych właściwości, którymi...

Przydatność 50% Hydrometalurgia miedzi

Hydrometalurgia miedzi Termin hydrometalurgia oznacza otrzymywanie metali w wyniku elektrolizy wodnych roztworów ich soli. Proces ten składa się z następujących etapów: • ługowania rudy poddanej ewentualnie wstępnemu prażeniu w atmosferze powietrza, w celu przeprowadzenia trudno rozpuszczalnych siarczków metali w tlenki • oczyszczania otrzymanego roztworu w celu zapewnienia...

Przydatność 65% Masy powietrza-ściąga

Powietrze Arktyczne-napływa do naszego kraju najczęściej wiosną.Powoduje wówczas przymrozki i majowe ohłodzenia.Zimą przynosi silne mrozy i obfite opady śniegu. Jest to powietrze przejrzyste, na ogół pozbawione zanieczyszczeń Powietrze Polarne Kontynentalne-dociera nad Polskę głównie zimą.Będąc wówczas mroźne i suche,przynosi słoneczną pogodę.Gdy napływa latem,jest...

Przydatność 85% Próby osiągnięcia najniższej temperatury

Jednym z najdonioślejszych odkryć fizyki dziewiętnastego wieku było zrozumienie, że temperatura związana jest z ruchem atomów i cząsteczek. Im szybciej atomy poruszają się w materii, tym jest ona gorętsza(jest to wyjaśnienie ogólne, fizyka zna jednak wyjątki od tego twierdzenia). Myśl ta prowadzi w naturalny sposób do idei najniższej możliwej temperatury, zwanej zerem...

0 odpowiada - 0 ogląda - 1 rozwiązań

Dodaj zadanie

Zobacz więcej opcji