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. 02. 2019 17:59

Batman23
Příspěvky: 28
Reputace:   
 

Změny skupenství

Dobrý den, potřeboval bych pomoc s tímto příkladem.

Kolik vody teploty 0 °C je třeba přidat do 700 g ledu teploty -10 °C aby po vytvoření rovnovážného stavu byla tvořena a) ledem teploty 0 °C b) ledem teploty -5 °C.

Myslím, že to bude Lt+Ql=Qv ale nejsem si jist. Pokud by to někdo počítal rád bych se podíval na řešení, to B jsem zkoušel a vyšlo mi to 11 kg což se mi zdá moc.

Offline

  • (téma jako vyřešené označil(a) Batman23)

#2 18. 02. 2019 20:27 — Editoval Ferdish (18. 02. 2019 21:27)

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

Re: Změny skupenství

Tu sa kompletné riešenia príkladov neposkytujú, je to proti pravidlám fóra. Môžeme ťa naviesť správnym smerom, ale k riešeniu budeš musieť dospieť sám.

V oboch prípadoch ti má v rovnovážnom stave vzniknúť z pridanej vody ľad o určitej teplote. To znamená, že aj množstvo ľadu ktoré máš na začiatku, musí na konci deja tepelnej výmeny mať rovnakú teplotu.

V prípade a) sa ľad ohreje na 0 °C, ale nezačne sa topiť. Množstvo tepla potrebné na tento ohrev je rovné skupenskému teplu topenia pridanej vody (má sa celá premeniť na ľad o teplote 0 °C).
Pozri sa na svoju rovnicu - zrejme nezodpovedá situácii, ktorú som práve opísal...

V prípade b) sa ľad ohreje len na -5 °C, teda je potrebné menšie množstvo tepla na jeho ohrev. Teplota pridanej vody je rovnaká ako v prípade a), takže jej bude treba menšie množstvo, pretože okrem toho, že sa musí premeniť na ľad, musí tento novovzniknutý ľad ešte schladnúť na -5 °C.

EDIT: príklady podobného charakteru patria do sekcie Fyzika.

Offline

 

#3 18. 02. 2019 21:31

Batman23
Příspěvky: 28
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ Ferdish:
To B bych počítal teda takhle:

tv = 0 °C
tl = -10 °C
ml = 0,7 kg
t = -5 °C
cv = 4180 j/kg K
cl = 2100 j/kg K
lt = 334000 j/K
______________
- Lt - Q1 = Q2
- lt * ml - mv * cv * (t-tv) = ml * cl (t-tl)
mv = - (ml*cl*(t-tl)+lt*ml)/(cv*(t-tv))
mv = 11 kg


a A

tv = 0 °C
tl = -10 °C
ml = 0,7 kg
t = 0 °C
cv = 4180 j/kg K
lt = 334000 j/k
________________

Lt = Q
lt*ml = mv*cv*(t-tl)
mv = (lt*ml)/(cv*(t-tl))
mv = (334000*0,7)/(4180*(0-(-10))
mv = 0,088 kg

Offline

 

#4 18. 02. 2019 21:48 — Editoval Ferdish (18. 02. 2019 21:49)

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

Re: Změny skupenství

A:

Skupenské teplo tuhnutia vody o neznámej hmotnosti = teplo potrebné na ohrev 0.7 kg ľadu z -10 °C na 0 °C.

V tvojej rovnici vľavo máš vyjadrené skupenské teplo pôvodného množstvo ľadu. Ten sa však v tomto prípade netopí.


B:

Nerozumiem, prečo sú členy na ľavej strane rovnice so znamienkom mínus. Máš v tom evidentne guláš...

Teplo potrebné na ohrev 0.7 kg ľadu -10 °C na -5 °C = skupenské teplo tuhnutia vody o neznámej hmotnosti + teplo potrebné na ochladenie ľadu (ktorý z tejto vody vznikol) z 0 °C na -5 °C.

Offline

 

#5 18. 02. 2019 22:18 Příspěvek uživatele Batman23 byl skryt uživatelem Batman23. Důvod: Edit dole

#6 18. 02. 2019 22:30

Batman23
Příspěvky: 28
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ Ferdish:
Jsou s minusem jelikož ∆t počítám jako koncová teplota - počáteční a né počáteční - koncová.

Takže A je: lt*m=mlcl(tl-t)
mv = 0,044 kg

B:
ml*cl*(tl-t)=lt*m+mlcl(tl-t)
m = 0,88 kg

A B mi vyšlo stejně.

Offline

 

#7 18. 02. 2019 22:55 — Editoval Ferdish (18. 02. 2019 23:03)

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

Re: Změny skupenství

Výsledná hmotnosť vody v A je správne. V B mi však vyšlo iné číslo...logicky, v prípade B musí byť pridané menšie množstvo vody, než v prípade A.

Polovičné množstvo tepelnej energie pohltenej ľadom oproti prípadu A (lebo polovičný rozdiel počiatočnej a koncovej teploty) musí stačiť nielen na premenu pridanej vody na ľad, ale aj na ochladenie ľadu vzniknutého z nej o 5 teplotných stupňov.

Navyše máš neporiadok v označeniach. Podľa tvojho zápisu rovnice v B by mi po úprave vyšlo lt*m=0...dávaj si na to pozor, prosím.

Offline

 

#8 19. 02. 2019 06:33 — Editoval Batman23 (19. 02. 2019 09:05)

Batman23
Příspěvky: 28
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ Ferdish:

Já když to upravím mám - lt*m = ml*cl*(t-tl)+mv*cv*(t-tv)
Když se dosadí tak to bude záporné a proto tam mám ještě to mínus, jelikož - a - je +

Zkoušel jsem to počítat ještě jinak a vyšlo 0,044 kg, ale v řešení jsem měl chybu že jsem dal cv místo cl, takže hmotnost vody je 0,022 kg v B.


Dělal jsem to takhle:
A)
Q=mc∆t
Q=m*lt => m= Q/lt

m = (mc∆t)/lt
m= (0,7*2100*(0-(-10))/(334000)
m = 0,044 kg

B)

Q=Lt + Q'

ml*cl*(tl-t) = lt*m+m*cv*(tv-t)
m = -(ml*cl(tl-t))/(lt+cv(tv-t))
m = - (0,7*2100*(-5))/(334000+4180(5))
m = 0,021 kg

Offline

 

#9 19. 02. 2019 11:08 — Editoval Ferdish (19. 02. 2019 11:13)

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

Re: Změny skupenství

↑ Batman23:
Neviem akú konkrétnu rovnicu máš na mysli v prvej vete. Ja som odkazoval na rovnicu pre prípad B v príspevku #6, kde máš zapísané:

ml*cl*(tl-t)=lt*m+mlcl(tl-t)

Ako vidíš, jak na ľavej, tak na pravej strane ti vystupuje rovnaký člen, a síce ml*cl*(tl-t) a presne na to som narážal ohľadom značenia.

Čo sa týka konvencie ohľadom rozdielu teplôt ∆t resp. ∆T, tiež zastávam názor, že by mal byť definovaný ako koncová teplota telesa mínus počiatočná teplota.
Takto definované ∆T vedie k tomu, že ak ∆T>0, tak aj Q>0 a naopak, čiže nárast (pokles) teploty telesa sa prejaví ako prírastok (úbytok) ku celkovej (vnútornej) energii telesa.
Pri riešení konkrétnych príkladov však dosť záleží od počiatočného prístupu, a v dôsledku toho buď vzniká alebo nevzniká "bordel" v znamienkach...

Výsledok 0.021 kg v prípade B je správne.

Offline

 

#10 19. 02. 2019 11:46

Batman23
Příspěvky: 28
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ Ferdish:

Ne, ta v první větě je špatně, já jsem ten příspěvek editnul a zapomenul jsem změnit i tu rovnici.

ml*cl*(tl-t)=lt*m+mlcl(tl-t)

Ohledně vaší rovnice jen nerozumím proč se tam nepracuje s mv a cv, ale s ml a cl. Protože je to to teplo které voda dostane aby ztuhla na led?
Pardon, že se pořád ptám, ale náš učitel nám to nevysvětlí a když počítáme příklady tak je počítá on za nás 😑

Offline

 

#11 19. 02. 2019 13:41

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

Re: Změny skupenství

↑ Batman23:
Takého učiteľa, a zvlášť predmetu ako je fyzika, by som teda fakt nechcel. Ani keby mi platili za to, že by ma mohol učiť.

Ako som povedal, reagoval som na rovnicu v príspevku #6. Jednotlivé príspevky sú očíslované v pravom hornom rohu, vďaka tomu sa dá medzi nimi relatívne dobre orientovať.

Príspevok, ktorý som mal na mysli, je tento. Bol poslaný včera o 22:30 a NIE JE editovaný:

Batman23 napsal(a):

↑ Ferdish:
Jsou s minusem jelikož ∆t počítám jako koncová teplota - počáteční a né počáteční - koncová.

Takže A je: lt*m=mlcl(tl-t)
mv = 0,044 kg

B:
ml*cl*(tl-t)=lt*m+mlcl(tl-t)
m = 0,88 kg

A B mi vyšlo stejně.

Zvýraznená rovnica je tá, s ktorou mám problém. Jej správny tvar má byť

ml*cl*(t-tl)=lt*m+m*cl*(tv-t)

kde

ml ... hmotnosť ľadu (0.7 kg)
cl ... tepelná kapacita ľadu (2100 J/(kg*°C))
t ... konečná teplota; teplota rovnovážneho stavu (-5 °C)
tl ... počiatočná teplota ľadu (-10 °C)
lt ... merné skupenské teplo tuhnutia vody (334 000 J/kg)
m ... hmotnosť vody, ktorú máme pridať k ľadu (hľadaná neznáma)
tv ... počiatočná teplota pridanej vody, rovná počiatočnej teplote ľadu, ktorý vznikol jej stuhnutím (0 °C)

Offline

 

#12 19. 02. 2019 14:36

Batman23
Příspěvky: 28
Reputace:   
 

Re: Změny skupenství

↑ Ferdish:

Aha, tak to jsem vás blbě pochopil to bylo teplo potřebné na ochlazení ledu, toho jsem si pak také všimnul, každopádně děkuji za pomoc.

Offline

 

#13 19. 02. 2019 14:47

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

Re: Změny skupenství

↑ Batman23:
Niet začo...mimochodom, poslal som ti Súkromnú správu, keď tak si ju pozri.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson