дано:
- Объем сосуда V = 10 л = 0,01 м³.
- Температура начальная T1 = 80 °C = 353,15 K.
- Температура конечная T2 = 10 °C = 283,15 K.
найти:
a) Начальное давление пара P1.
b) Начальная масса пара m1.
c) Конечное давление пара P2.
d) Конечная масса пара m2.
e) Масса воды в сосуде в конечном состоянии m_вода.
решение:
а) Для определения начального давления используем таблицы насыщенного водяного пара. При температуре 80 °C находим, что:
P1 ≈ 47,4 кПа = 47400 Па (по данным таблиц).
Ответ a):
Начальное давление пара равно 47400 Па.
б) Далее определим начальную массу пара по формуле:
m1 = P1 * V / (R * T1),
где R = 461,5 Дж/(кг·K).
Подставляем значения:
m1 = 47400 * 0,01 / (461,5 * 353,15).
Выполнив расчет:
m1 ≈ 0,028 кг.
Ответ b):
Начальная масса пара равна 0,028 кг.
в) Теперь найдем конечное давление. При температуре 10 °C из таблиц насыщенного водяного пара:
P2 ≈ 12,3 кПа = 12300 Па.
Ответ c):
Конечное давление пара равно 12300 Па.
г) Найдем конечную массу пара по той же формуле:
m2 = P2 * V / (R * T2).
Подставляем значения:
m2 = 12300 * 0,01 / (461,5 * 283,15).
Выполнив расчет:
m2 ≈ 0,010 кг.
Ответ d):
Конечная масса пара равна 0,010 кг.
д) Чтобы найти массу воды в сосуде в конечном состоянии, нужно вычесть массу пара из начальной массы:
m_вода = m1 - m2.
Подставляем значения:
m_вода = 0,028 - 0,010 = 0,018 кг.
Ответ e):
Масса воды в сосуде в конечном состоянии равна 0,018 кг.