Objek dengan massa 2 kg, suhu 315 ^ oC, dan haba tertentu 12 (KJ) / (kg * K) dijatuhkan ke dalam bekas dengan 37 L air pada 0 ^ oC. Adakah air itu menguap? Jika tidak, berapa suhu air berubah?

Jawapan:

Air tidak menguap. Suhu terakhir air ialah:

# T = 42 ^ oC #

Jadi perubahan suhu:

# ΔT = 42 ^ oC #

Penjelasan:

Jumlah haba, jika kedua-duanya kekal dalam fasa yang sama, adalah:

#Q_ (t ot) = Q_1 + Q_2 #

Haba awal (sebelum pencampuran)

Di mana # Q_1 # adalah haba air dan # Q_2 # haba objek. Oleh itu:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T_1 + m_2 * c_ (p_2) * T_2 #

Sekarang kita perlu bersetuju bahawa:

• Kapasiti haba air ialah:

#c_ (p_1) = 1 (kcal) / (kg * K) = 4,18 (kJ) / (kg * K) #

• Ketumpatan air adalah:

# ρ = 1 (kg) / (lit) => 1lit = 1kg -> # jadi kg dan liter sama dengan air.

Jadi kami mempunyai:

# Q_1 + Q_2 = #

# = 37kg * 4,18 (kJ) / (kg * K) * (0 + 273) K + 2kg * 12 (kJ) / (kg * K) * (315 +

# Q_1 + Q_2 = 56334,18kJ #

Haba terakhir (selepas pencampuran)

• Suhu akhir kedua-dua air dan objek adalah biasa.

# T_1 '= T_2' = T #

• Juga, jumlah haba adalah sama.

# Q_1 '+ Q_2' = Q_1 + Q + 2 #

Oleh itu:

# Q_1 + Q_2 = m_1 * c_ (p_1) * T + m_2 * c_ (p_2) * T #

Gunakan persamaan untuk mencari suhu akhir:

# Q_1 + Q_2 = T * (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (Q_1 + Q_2) / (m_1 * c_ (p_1) + m_2 * c_ (p_2)) #

# T = (56334,18) / (37 * 4,18 + 2 * 12) (kJ) / (kg * (kJ) / (kg * K) #

# T = 315 ^ oK #

# T = 315-273 = 42 ^ oC #

Dengan syarat tekanan adalah atmosfera, air tidak menguap, kerana titik didihnya # 100 ^ oC #. Suhu terakhir ialah:

# T = 42 ^ oC #

Jadi perubahan suhu:

# ΔT = | T_2-T_1 | = | 42-0 | = 42 ^ oC #