ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. Фазовые превращения. Тема 14-2

14.9. В сосуд, содержащий m = 10 г льда при температуре t₁ = −10 °С, малыми порциями впускают водяной пар при температуре t₂ = 100 °С. Какое количество воды окажется в сосуде, когда весь лед растает?

14.10. Сколько льда, взятого при температуре 0 °С, можно расплавить, сообщив ему энергию 0,66 МДж? Удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

14.11. При отвердевании 100 кг стали при температуре плавления выделилось 21 МДж теплоты. Какова удельная теплота плавления (в кДж/кг) стали?

14.12. В сосуде находится лёд и вода в одинаковых по массе количествах. Через сосуд пропускают пар при температуре 100 °С и в том же количестве. Какая установится конечная температура? Потерь тепла нет.

14.13. Какое количество теплоты (в кДж) надо сообщить 2 кг льда, взятого при температуре −10 °С, чтобы полностью его растопить? Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда 330 кДж/кг.

14.14. Для того чтобы превратить некоторое количество льда, взятого при температуре −50 °С, в воду с температурой 50 °С, требуется 645 кДж энергии. Чему равна масса льда? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·К), удельная теплоемкость льда 2100 Дж/(кг·К), удельная теплота плавления льда 3,3 × 10⁵ Дж/кг.

14.15. Какое количество теплоты (в кДж) необходимо для превращения в пар 0,1 кг кипящей воды? Удельная теплота парообразования воды 2,26 МДж/кг.

14.16. Сколько теплоты (в кДж) выделится при конденсации 0,2 кг водяного пара при температуре 100 °С? Удельная теплота парообразования воды 2,3 × 10⁶ Дж/кг.

14.17. Какое количество теплоты (в кДж) нужно сообщить 1 кг воды, взятой при 0 °С, чтобы нагреть ее до 100 °С и полностью испарить? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,3 × 10⁶ Дж/кг.

14.18. Для нагревания воды, взятой при температуре 20 °С, и обращения ее в пар израсходовано 2596 кДж энергии. Определите массу воды. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,26 МДж/кг.

14.19. Для расплавления одной тонны стали используется электропечь мощностью 100 кВт. Сколько минут продолжается плавка, если слиток до начала плавления надо нагреть на 1500 К? Удельная теплоемкость стали 460 Дж/(кг × К), удельная теплота плавления стали 210 кДж/кг.

14.20. Сосуд с водой нагревают на электроплитке от 20 °С до кипения за 20 минут. Сколько еще нужно времени (в минутах), чтобы 42 % воды обратить в пар? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота парообразования воды 2,2 × 10⁶ Дж/кг.

14.21. Для работы паровой машины расходуется 210 кг угля за 1 час. Охлаждение машины осуществляется водой, которая на входе имеет температуру 17 °С, а на выходе 27 °С. Определите расход воды (в кг) за 1 с, если на ее нагревание идет 24 % общего количества теплоты. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг × К), удельная теплота сгорания угля 30 МДж/кг.

14.22. На сколько километров пути хватит 10 кг бензина для двигателя автомобиля, развивающего при скорости 54 км/час мощность 69 кВт и имеющего КПД 40 %? Удельная теплота сгорания бензина 4,6 × 10⁷ Дж/кг.

Тема 14-1. Нагревание и охлаждение

Тема 14-2. Фазовые превращения

Тема 14-3. Взаимные превращения механической и внутренней энергии

Тема 14-4. Уравнение теплового баланса

Тема 14-5. Внутренняя энергия идеального газа. Работа идеального газа

Тема 14-6. Первый закон термодинамики

Тема 14-7. Циклы. Тепловые машины