Насыщенный водяной пар находится при температуре 100 °С в цилиндрическом сосуде под невесомым поршнем. При медленном в двигании поршня была совершена работа 120 Дж. Определите массу жидкости, которая сконденсировалась в этом процессе. Объемом жидкости пренебречь. Температура в процессе не изменяется.
от

1 Ответ

Для решения данной задачи, мы можем использовать первое начало термодинамики, которое гласит, что изменение внутренней энергии газа равно сумме полученной теплоты и совершенной работы:

ΔU = Q - A,

где ΔU - изменение внутренней энергии газа, Q - полученная теплота, A - совершенная работа.

В данном случае, так как температура в процессе не изменяется, изменение внутренней энергии газа равно нулю (ΔU = 0).

Также, по условию задачи, была совершена работа A = 120 Дж.

Следовательно, полученная теплота Q будет равна 120 Дж.

Теперь, чтобы определить массу сконденсировавшейся жидкости, мы можем использовать уравнение состояния для насыщенного пара:

Q = mL,

где Q - полученная теплота, m - масса сконденсировавшейся жидкости, L - удельная теплота парообразования.

Удельная теплота парообразования L для воды при температуре 100 °C составляет около 2256 кДж/кг.

Подставим известные значения в уравнение:

120 Дж = m * 2256 кДж/кг.

Для удобства приведем единицы измерения кг и кДж:

120 Дж = m * 2.256 кДж.

Теперь выразим массу m:

m = (120 Дж) / (2.256 кДж/кг) = 0.053 кг = 53 г.

Таким образом, масса сконденсировавшейся жидкости составляет 53 г.
от