Matematické Fórum


1. 8. 2026 (L) Fórum bude brzy uzavřeno 😿

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