Frage # f9cc1

Antworten:

Das gesamte Eis ist geschmolzen und die Endtemperatur des Wassers ist erreicht # 100 ^ oC # mit etwas Dampf.

Erläuterung:

Erstens denke ich, dass dies im falschen Bereich liegt.

Zweitens haben Sie möglicherweise einige Daten falsch interpretiert, die, wenn sie geändert werden, den Lösungsweg der Übung ändern können. Überprüfen Sie die folgenden Faktoren:

Angenommen das Folgende:

• Der Druck ist atmosphärisch.
• Die 20g bei # 100 ^ oC # ist Sattdampf, NICHT Wasser.
• Die 60g bei # 0 ^ oC # ist Eis, NICHT Wasser.

(Die erste hat nur geringfügige numerische Änderungen, während die zweite und dritte größere Änderungen haben.)

Dafür gibt es verschiedene Szenarien. Angenommen, Eis schmilzt und wird in Wasser umgewandelt. Der Schlüssel hier ist zu verstehen, dass bei einem Wechsel der Wasserphase (fest, flüssig, Gas = Eis, Wasser, Dampf) die Wärme abgegeben wird während des Übergangs wird die Temperatur nicht erhöhen. Diese Wärme wird latente Wärme genannt.

Eis verbraucht daher etwas Energie zum Schmelzen (Schmelzen latenter Wärme).

Dampf verbraucht etwas Energie zum Verdampfen (kochende latente Wärme).

Daher nehmen wir als Referenztemperatur # T_0 = 0 ^ oC # (wie viele technische Tabellen und Handbücher) Eis hat eine negative Wärmeänderung und Dampf hat eine positive Wärmeänderung. Daher ist die Endenergie gleich:

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

• Eis # ΔΗ_ (i) #

Laut The Engineering Toolbox - Latent Heats of Melting ist die schmelzende latente Wärme gleich # 334 (kJ) / (kg) # Aber für 20 Gramm:

# ΔΗ_ (i) = 334 (kJ) / (kg) * 0,060 kg = 20,04 kJ #

Das heißt, wenn ALL das Eis geschmolzen ist, werden 6,68 kJ benötigt.

• Dampf # ΔΗ_ (s) #

Laut The Enginnering Toolbox - Steam Properties ist die Gesamtwärme des Dampfes, wenn er siedet # 100 ^ oC # ist # 2675.43 (kJ) / (kg) # Aber für 60 Gramm:

# ΔΗ_ (s) = 2675,43 (kJ) / (kg) * 0,020 kg = 53,51 kJ #

• Endenergie

# Q = ΔΗ_ (s) -ΔH_i #

# Q = 53.51-20.04 #

# Q = 33.47kJ #

Für die Summe von # 20 gramm + 60 gramm = 80 gramm = 0,08 kg #:

# Q = 33,47 / 0,08 (kJ) / (kg) = 418,34 (kJ) / (kg) #

• Fazit

Die Tabelle in The Enginnering Toolbox - Steam Properties besagt, dass die maximale fühlbare Wasserwärme ohne Dampf maximal ist # 417,51 (kJ) / (kg) # Da die Endwärme (noch etwas) größer ist, kocht das Wasser # 100 ^ oC #. Der einzige Unterschied zum Ausgangsdampf besteht darin, dass er gesättigt war (kein flüssiges Wasser), während es sich meistens um Wasser mit etwas Dampf handelt.