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 11. 05. 2010 21:07

Doxxik
Příspěvky: 856
Reputace:   14 
 

příklad - skupenství látek

Zdravím,

řeším tu jeden příklad a nevím, co dělám špatně - prostě mi to nevychází. Zadání:

V uzavřené nádobě je sytá vodní pára hmotnosti 800 g a tlaku 57,8 kPa. Do nádoby vpustíme
vodu o hmotnosti 13 kg. Jakou musí mít voda teplotu, aby všechna pára zkapalněla a soustava
měla výslednou teplotu 70 ° C? Měrné skupenské teplo vypařování je 2,29 MJ . kg^(-1).

Moje úvaha:

Ke ztrátám nedojde, proto pro celkové teplo soustavy bude platit, že je součtem tepel soustavě dodaných. Tedy:
$Q_{soust.} = Q_{pary} + Q_{prid.vody}\nl Q_{soust.} = (L_{V} + Q_{zkapal.pary} +Q_{prid.vody}$

Výpočet:
Zápis:
$Q_{soust} = Q_{s}$ ... celkové teplo soustavy
$Q_{pary}$ ... celkové teplo páry
$Q_{zkapal.pary} = Q_1'$ ... teplo mající zkapalněná pára
$L_V$ ... teplo získané zkapalněním páry
$m_1$ ... hmotnost páry = $0,8 kg$
$m_2$ ... hmotnost přidané vody = $13 kg$
$l_t$ ... měrné skupenské teplo vypařování/kondenzace ... $= 2,29 \cdot 10^6 J \cdot kg^{-1}$
$c$ ... měrná tepelná kapacita vody ... $= 4183 J\cdot kg^{-1} \cdot K^{-1}$
$T$ ... výsledná teplota soustavy ... $= ?$
$T_1$ ... teplota páry ... vypočítám níže (v K)
$T_2$ ... teplota přidané vody ... $=70 + 273,15 = 343,15 K$

nyní jsem si spočítal teplotu varu při sníženém tlaku -> $t_v = 71,6 + 28\cdot\frac{57,8 \cdot10^3}{10^5} = 87,784°C$ odtud $T_v = 87,784 + 273,15 = 360,934 K$

Vrátím se do původně uvažované rovnice:
$Q_s = L_T + Q_1' + Q_2$
a upravím:
$(m_1 + m_2)\cdot c \cdot T = l_t \cdot m_1 + m_1 \cdot c \cdot T_1 + m_2 \cdot c \cdot T_2$
upravím a vyjádřím si $T$:

$T = \frac{\frac{l_t \cdot m_1}{c} + m_1 \cdot T_1 + m_2 \cdot T_2}{m_1 + m_2}$

po dosazení hodnot získávám: $T = 376 K$ (bez několika drobných), což odpovídá: $t = 103°C$

To je ale můj problém - podle výsledků by to mělo vyjít $35,5°C$.

Poraďte, prosím, kde dělám chybu...
Předem moc díky :)

PS: omluvte případné překlepy (resp. upozorněte mě na ně, opravím je ;)


Maturita 2010  (trailer) - R.I.P.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Doxxik)

#2 11. 05. 2010 22:49

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: příklad - skupenství látek

↑ Doxxik:

Zdravím,

to je asi tak:

teplo odevzdané je "teplo při kondenzaci páry" + "teplo z ochlazení kondenzované vody m=0,8 kg z teploty 88 stupňů na 70 stupňů"

teplo přijaté je "teplo pro ohřev 13 kg vody z teploty x na teplotu 70 stupňů"

Teplo přijaté = Teplo odevzdané.

Zvladneš to dál?

Offline

 

#3 11. 05. 2010 23:28

Doxxik
Příspěvky: 856
Reputace:   14 
 

Re: příklad - skupenství látek

Zdravím a děkuji za odpověď,

nejprve takový výkřik do tmy:



mno už je to lepší.. a teď se to zdá být naprosto jasné - uvažoval jsem totiž nad tím, že 70°C má ta přidávaná voda, ne že jí chci dosáhnout...

Takže upravuji rovnici na:

$Q_s = L_T + Q_1' + Q_2$
$Q_s - L_T - Q_1' = Q_2$

po úpravě:
$(m_1 + m_2)\cdot c \cdot T - l_t \cdot m_1 - m_1 \cdot c \cdot T_1 = m_2 \cdot c \cdot T_2$

a vyjádřím $T_2$:
$T_2 = \frac{(m_1 + m_2)\cdot c \cdot T - l_t \cdot m_1 - m_1 \cdot c \cdot T_1}{m_2 \cdot c}$

a po dosazení (za $T$ už dosazuji $70^{\circ}C$):
$T_2 = 35,21^{\circ}C$

Děkuji moc za pomoc :)
a přeji příjemný zbytek večera


Maturita 2010  (trailer) - R.I.P.

Offline

 

#4 11. 05. 2010 23:41

jelena
Jelena
Místo: Opava
Příspěvky: 30020
Škola: MITHT (abs. 1986)
Pozice: plním požadavky ostatních
Reputace:   100 
 

Re: příklad - skupenství látek

↑ Doxxik: není za co, také pohodový věčer :-)

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson