Вакуумным насосом из сосуда объёмом v=5.0 л , откачали воздух до давления p=1.0×10^{12} па. определите количество n молекул, оставшихся в сосуде ,если температура воздуха в сосуде t=20°c

Дано:

m1(стали)=0.156 кг

m2(калориметра)=0,045 кг

m3(воды)=0,1 кг

t1(воды)=17 С

t2(стали)=100 С

t3(смеси)=29 С

С2(калориметра)=890 Дж/кгС

С3(воды)=4200 Дж/кгC

для решения этой задачи воспользуемся уравнением теплогого баланса: Q1=-Q2(это общий вид). По условию задачи, стальной цилиндр отдает энергию, а калориметр с водой-поглащает. Соотвественно, уравнение принимает вид:

Q1(калориметра)+Q2(воды)=-Q3(стали);

С3m3*(t3-t1)+ C2*m2*(t3-t1)=-(C1*m1*(t1-t2))

4200 Дж/кг С*0,1 кг*(29 C-17 C)+890 Дж/кгС*0,045 кг(29C-17C)=-(0.156 кг*C1*(29C-100C)

5040Дж+480.6 Дж=11.076*C1

C1=(5040+480.6)/11,076=498( приближенно равно табличному значению)

 

1)Так как вода переходит в лед при температуре 0 градусов по Цельсию, то сначала рассчитаем количество теплоты, которое отдаст вода с температурой 19 °С при остывании до 0 °С :Q=c(mв)ΔT=c(m2)T
Здесь с(4,2*10^3) - теплоемкость воды. Очевидно, что вся выделенная водой энергия идет на плавление льда: Q=λ(m1), где λ(3,3*10^5) - удельная теплота плавления льда. Из этой формулы получаем
(mл)=Q/λ=c(m2)T/λ
2)m2 должно быть: 2m=(m1)λ/cT
3)Если m смеси равна 2 m2, то m воды равна (2*(m1)λ/cT)-m1=mв
То, если c(mв)T>λ(m1), температура смеси будет равна
Tcмеси=(c(mв)T-λ(m1))/(2с(m1)λ/cT)=T(c(mв)T-λ(m1))/2(m1)λ
если c(mв)T<λ(m1), Tcмеси будет равна нулю, так как лёд не расплавится до конца.