Ricardo Cabrera, HEAT AND THERMODYNAMICS 05, a rezolvat exerciții

a) lichid la 40 ° C.
b) abur la 100 ° C.
c) 20 kg. de lichid la 100 ° C în echilibru cu vaporii săi.
(Luați în considerare Lf = 80 cal/g; Lv = 540 cal/g și c, gheață = 0,5 cal/g ° C)

Acest exercițiu este simplu. dar fundamental. Să păstrăm exercițiul pentru sfârșit. Mai întâi vă voi arăta o curbă de încălzire a apei, care este independentă de masa de apă pe care o încălzim (pentru că nu am setat valori pentru căldura primită de corpul de apă).

Ideea este că, ajungând la 0ºC graficul se aplatizează arătând că temperatura încetează să crească. Nu este că intrarea de căldură a încetat. este că gheața se topește. Secțiunile orizontale ale graficului (secțiunea verde) reprezintă schimbări de stare.

Când toată masa de gheață s-a topit, abia atunci apa a început să-și crească temperatura (secțiunea cerească). Dacă observați, panta (înclinația) segmentului ceresc este destul de mică decât cea a segmentului roșu. Aceasta ne descrie că apa lichidă este mai greu de încălzit decât apa solidă. De fapt, apa lichidă este una dintre cele mai dificile substanțe de încălzit. trebuie să-l alimentați cu multă căldură, astfel încât temperatura să varieze.

La atingerea 100ºC graficul este re-călcat. Este o altă schimbare de stare: de la lichid la gaz. Chiar la început, când apa ajunge la 100ºC, rupe fierberea și, în timp ce apa fierbe, se evaporă. Dacă fluxul de căldură este menținut constant, segmentul care reprezintă acea schimbare de stare este la fel de lungă ca și mine - în comparație cu verde. Aceasta este o altă caracteristică neobișnuită a apei: că are nevoie de atât de multă căldură pentru a se evapora. Ideea este că acesta este motivul pentru care putem găti tăiței cu o anumită ușurință. Bunica mea, tocmai a început să fiarbă, a scăzut căldura arzătorului și, astfel, a făcut ca linia dreaptă în loc de lungă să fie foarte lungă, apoi a pus legumele încrezătoare că se poate dedica unei alte sarcini fără pericolul evaporării apei și a mâncarea merge prost.

Restul nu este ușor de făcut în bucătărie, dar dacă am putea reține aburul pentru a-l încălzi, graficul ar fi foarte similar cu cel al gheții, deoarece necesită mai mult sau mai puțin aceeași cantitate de căldură pentru a obține aceleași creșteri în temperatura. (întindere violet).

Voi calcula acele cantități de căldură necesare pe parcursul întregului proces pentru această masă de 40 kg .

Prima cantitate de căldură, pe care o voi numi Q H, se calculează astfel:

Q H = m c H . (T FH - T 0H )

Q H = 40 kg 0,5 (kcal / kg ° C) (0 ° C + Două0 ° C )

Q H = 400 kcal

Cantitatea de căldură necesară pentru a topi toată gheața, Q F:

Q F = m L F

Q F = 40 kg 80 (kcal / kg)