Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 18. 03. 2019 17:24 — Editoval Singularita (18. 03. 2019 17:25)

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Změny skupenství

Zdravím. Ve škole jsme probírali změny skupenství a měli jsme příklad, u kterého jsem moc nepochopil, jak ho profesorka vypočítala. Potřeboval bych znát srozumitelný postup. Úloha zní takto:
Vodní pára o teplotě 100 stupňů Celsia zkapalní ve vodě o hmotnosti jeden kilogram a počáteční teplotě 16 stupňů Celsia. Jakou hmotnost má vodní pára, jestliže teplota vody stoupne na 80 stupňů Celsia?
Děkuji za odpověď.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Singularita)

#2 18. 03. 2019 17:33

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

A je problém s výpočtem, nebo s pochopením zadání?

Offline

 

#3 18. 03. 2019 17:38 — Editoval Singularita (18. 03. 2019 17:39)

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím. Zadání chápu, ale nepochopil jsem, jak úlohu profesorka vyřešila, takže je problém s výpočtem.

Offline

 

#4 18. 03. 2019 17:50

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

Základní myšlenka je, že nějaké množství páry zkapalní a tím ohřeje zadané množství vody.

Offline

 

#5 18. 03. 2019 17:55

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím. To chápu, ovšem nepochopil jsem postup, který provedla profesorka. Jí to vyšlo (přibližně) 0,11 kg.

Offline

 

#6 18. 03. 2019 18:00

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

Jaký postup zvolila a co k němu máš za dotazy?

Offline

 

#7 18. 03. 2019 18:04 Příspěvek uživatele Singularita byl skryt uživatelem Singularita.

#8 18. 03. 2019 18:42 — Editoval Singularita (18. 03. 2019 20:55)

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím. Její postup:
t1=16 °C
t2=100 °C
t=80 °C
m1=1kg
m2=?
c=4,2 KJ/kg×°C
lv=2260 KJ/kg

Q (vody)=Lv+Q (páry)
c×m1×(t-t1)=m2×lv+c×m2×(t2-t)
Dosadíme a potom:
m2=4,2×64:(2260+4,2×20)
m2=0,11kg

Levné straně rovnice rozumím, ovšem pravé ne. Mohl byste mi to, prosím, vysvětlit?

Offline

 

#9 18. 03. 2019 19:09

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

m2×lt - energie pro změnu skupenství

c×m2×(t2-t) - energie ochlazení z původní na konečnou teplotu

Offline

 

#10 18. 03. 2019 19:33

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím.
lv×m2 - Chápu, tolik energie je potřeba na vypaření vody a zároveň na její zahřátí na 100 °C.
c×m2×(t2-t) - Proč to sčítám s Lv a proč se tu teplota páry sníží na 20°C?

Offline

 

#11 18. 03. 2019 21:17 — Editoval edison (18. 03. 2019 21:17)

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

Singularita napsal(a):

↑ edison:lv×m2 - Chápu, tolik energie je potřeba na vypaření vody a zároveň na její zahřátí na 100 °C.

Ne. To je energie na vypaření bez změny teploty, nebo naopak uvolněná při kondenzaci bez změny teploty.

c×m2×(t2-t) - Proč to sčítám s Lv a proč se tu teplota páry sníží na 20°C?

Ne na, ale o.

Tedy měli jsme 100 °C a teď máme 80.

Offline

 

#12 18. 03. 2019 21:27 — Editoval Singularita (18. 03. 2019 21:29)

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím.
Pokud vím, tak voda se vypařuje při 100 °C (teplota se nezvedá) a já už vypařenou vodu mám a má 100 °C.

t2-t=100-80=20 °C - nechápu, proč to má tedy 80 °C.

Offline

 

#13 18. 03. 2019 21:28 — Editoval edison (18. 03. 2019 21:29)

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

A mokré prádlo se taky musí sušit při 100 °?

80? protože je to v zadání.

Offline

 

#14 18. 03. 2019 21:52 — Editoval Singularita (18. 03. 2019 21:57)

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím. To jste mě trochu zaskočil. Vysvětlete mi, proč tady u tohoto příkladu používám Lv a u příkladu s trykem je to jiné?

A proč mám v pravé části rovnice  c×m2×(t2-t)? Co tam dělá?

Offline

 

#15 18. 03. 2019 22:07

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

Netuším co je "u příkladu s trykem"

Prostě skupenské teplo odpaření je energie potřebná na změnu skupenství. Tzn. z kapalné vody se po dodání této energie stane pára o stejné teplotě.

V našem případě děláme z páry o nějaké teplotě vodu o jiné teplotě, tak musíme počítat jak změnu skupenství, tak i změnu teploty.

Offline

 

#16 18. 03. 2019 22:32

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison:Zdravím.
Voda se ale vypařuje pri 100°C, nebo snad ne? - teplo varu

Podle výpočtu se pára nevypaří celá, ustálí se na teplotu 80°C, proč ale počítám s energií celé páry?

Offline

 

#17 18. 03. 2019 23:09 — Editoval edison (18. 03. 2019 23:10)

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

Singularita napsal(a):

↑ edison:Voda se ale vypařuje pri 100°C, nebo snad ne? - teplo varu

Voda se vypařuje při jakékoli teplotě. Klidně třeba -50.

Další věc je ale var: To je děj, při kterém se vypařuje i pod hladinou - bublá. A ten var nastává za běžného tlaku při 100 °C (při jiném tlaku může být teplota varu jiná).

(pak máme ještě kritickou teplotu: od ní výše je voda vypařená při jakémkoli tlaku

Podle výpočtu se pára nevypaří celá, ustálí se na teplotu 80°C, proč ale počítám s energií celé páry?

Zadání říká, že máme páru horkou 100°C a z ní vznikne voda s teplotou 80 °C. Nic se nevypaří, jen kondenzuje.

Počítáme energii, která ohřála vodu ze zadaných 16 na zadaných 80.

A to je energie, kterou voda převzala od páry která zkondenzovala a tato energie se skládá ze změny skupenství a změny teploty toho zkondenzovaného množství.

Takže je to vlastně trochu složitější děj, kdy nejprve začneme z páry vyrábět vodu o 16 °C a tuto společně s původní vodou v důsledku další výroby vody postupně ohříváme, až máme více vody s 80 °C.

Teď začínám pochybovat, jestli ten výpočet nemusí být ještě složitější, jestli si to učitelka moc nezjednodušila. Možná by to ještě někdo další mohl zkontrolovat - já teď mám 39 °C.

Offline

 

#18 18. 03. 2019 23:51 — Editoval Ferdish (18. 03. 2019 23:52)

Ferdish
Zablokovaný
Příspěvky: 4173
Škola: PF UPJŠ (2013), ÚEF SAV (2017)
Pozice: vedecký pracovník
Reputace:   81 
 

Re: Změny skupenství

↑ edison:
Neznáma v úlohe je hmotnosť dodanej pary. Netuším odkiaľ sa vzala vami uvažovaná teplota 39°C, ani akej časti danej sústavy prislúcha, pán kolega.

Ak sa na konci deja teplota sústavy ustálila na konečných 80°C, nastala tepelná rovnováha, žiaden ďalší transport tepla teda nenastáva (za predpokladu, že považujeme sústavu para+voda za izolovanú, a teda nedochádza k tepelným stratám).

Potom musí platiť, že teplo potrebné na ohrev 1 kg vody zo 16°C na 80°C = skupenské teplo potrebné na skupenskú premenu (kondenzáciu) x kg pary o teplote 100°C na vodu o rovnakej hmotnosti a teplote + teplo uvoľnené pri ochladení x kg vody, ktorá z tejto pary vznikla, zo 100°C na 80°C.

Všetky veličiny sú dané, takže zvyšok sú počty.

Offline

 

#19 19. 03. 2019 01:08

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

39 byla moje aktuální teplota změřená teploměrem a proto jsem chtěl, aby někdo další správnost řešení zkontroloval:-)

Zdá se tedy, že učitelka i já jsme to pochopili správně.

Offline

 

#20 19. 03. 2019 16:57 — Editoval Singularita (19. 03. 2019 17:17)

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

Zdravím. Děkuji za odpověďi, ovšem pořád něčemu nerozumím.

Já jsem vodu musel zahrát na 100 °C a poté dodat energii na změnu skupenství, takže nemelo by to být takto?
c×m×t2 + lv×m2
To proto, že pára celá zkapalní, takže nechápu to vyrovnaní teplot.
Pokud to tak není, proč počítám lv×m2 + c×m2×(t2-t) jako energii, kterou pára vodě dá?

Offline

 

#21 19. 03. 2019 17:43

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

Zkopíroval jsem údaje ze zadání, ať je nemusíme pokaždé hledat někde nahoře. A doplnil komentáře co je co:

t1=16 °C - počáteční teplota vody, kterou ohříváme párou (hmotnost m1)
t=80 °C - konečná teplota vody, kterou jme ohřáli párou a přibyla k ní voda vzniklá kondenzací (hmotnost m1+m2)
t2=100 °C - teplota dodávané páry (kterou někdo vyrobil z vody o neznámé teplotě a nás vůbec nezajímá jak)
m1=1kg - počáteční hmotnost vody s teplotou t1
m2=? - hmotnost vody s teplotou t, vzniklé kondenzací páry (=hmotnost spotřebované páry)

c=4,2 KJ/kg×°C - tepelná kapacita vody: energie potřebná ke změně teploty 1 litru o 1 °C
lv=2260 KJ/kg - skupenské teplo odpaření vody: energie potřebná ke změně skupenství voda/pára, bez změny teploty

(ty indexy 1 a 2 jsou dost matoucí, zajímalo by mě, proč je zvolila u t a m jinak)

A teď mě napadlo, že třeba toto shrnutí samotné bude možná stačit jako odpověď. Pokud ne, ptej se dál.

Offline

 

#22 19. 03. 2019 18:38

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím.

Ke změně skupenství z kapalné na plynné potřebuji Lv, což je u tohoto příkladu (pára je příkladem varu (?)) teplo pouze na změnu skupenství z nějaké určité teploty, nebo ne? To tomu musí nějaká energie ještě předcházet.

A pořád nechápu, proč do toho započítávám energii páry o teplotě 20°C, když se přeci celá vypařila. A proč má ve výsledku 80°C, to má voda, nebo tu něco důležitého pořád nechápu?

Toto jsou problémy, které mě  brzdí k pochopení výpočtu.

Offline

 

#23 19. 03. 2019 19:16

edison
Příspěvky: 2622
Reputace:   47 
 

Re: Změny skupenství

20 není teplota ničeho, je to rozdíl 100-80

Nemáš nějakou dis..ii? Jakou? Mohlo by to pomoct s vysvětlováním.

Offline

 

#24 19. 03. 2019 19:29 Příspěvek uživatele Singularita byl skryt uživatelem Singularita.

#25 19. 03. 2019 19:32

Singularita
Zelenáč
Příspěvky: 16
Škola: Gymnázium Postupická
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ edison: Zdravím. Žádnou nemám, matematika a fyzika mi vždycky šla (byl jsem i na MO), já  pouze nerozumím tomuto výpočtu, protože mi tu asi něco uniká.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson