Kezdőlap


Feladat:	2436. fizika feladat	Korcsoport: 16-17	Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):	Farkas Zénó
Füzet:	1990/október, 332. oldal		PDF \| MathML
Témakör(ök):	Párolgás, forrás, lecsapódás, Izobár folyamatban, Hő, Feladat
Hivatkozás(ok):	Feladatok: 1989/december: 2436. fizika feladat

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Ha feltételezzük, hogy állandó, s éppen a külső légnyomáson végbemenő folyamatról van szó, akkor a $200^{\circ} C$ -os gáz térfogata az általános gáztörvényből számolható:

\begin{matrix} V = \frac{m}{M} \frac{R T}{p} = 2090 {dm}^{3}, \end{matrix}

ahol

m

a víz (gáz) tömege, és a víz

100^{\circ} C

-on mért sűrűségéből (

ϱ = 958, 38 {kg/m}^{3}

) számítható,

M = 18 g

, a víz móltömege,

T

a Kelvin-fokban mért hőmérséklet, (amit sok beküldő eltévesztett),

p = 10^{5} Pa

. A térfogat tehát 2090-szeresére nőtt.
A víz elforralásához szükséges hő:

\begin{matrix} Q_{f} = L_{f} \cdot m = 2162 kJ, \end{matrix}

L_{f}

a víz forráshője. A

100^{\circ} C

-os gáz

200^{\circ} C

-ra való melegítéséhez állandó nyomáson

\begin{matrix} Q_{m} = c_{p} \cdot m \cdot Δ T = 177 kJ \end{matrix}

hő szükséges. A közölt hő összesen:

Q_{f} + Q_{m} = 2339 kJ

.
A belső energia növekedését a hőtan I. főtételéből kaphatjuk meg:

\begin{matrix} Δ E = Q_{össz} - p \cdot Δ V = 2130 kJ, \end{matrix}

ahol

Δ V = 2089 {dm}^{3}

, a térfogatváltozás.

Farkas Zénó (Győr, Révai M. Gimn., I. o. t.)

Megjegyzések: 1. Egy pár szót megérdemel az az eredmény, hogy a belső energia növekedése kisebb, mint

Q_{f}

. Forraláskor ugyanis tágulási munkát is végez a gáz. A

100^{\circ} C

-os gáz térfogata

\approx 1600 {dm}^{3}

, az elforraláshoz szükséges

2162 kJ

hőből

\approx 165 kJ

a tágulási munkára fordítódik.
2. Más nyomásviszonyokat feltételezve természetesen más eredményeket is kaphatunk.