Урок 125 (осн). Задачи на теплоту парообразования

• Обсуждение особенностей испарения и кипения.  

• Введение понятия удельной теплоты парообразования.  

• Переход к решению задач на теплоту парообразования.  

• Задание по задачнику Лукашика.  

• Начало работы с задачей 638 из задачника Гельфгата.  

• Превращение 3 кг льда при -20°C в пар при 100°C.  

• Описание процесса: нагревание льда, плавление льда, нагревание воды, парообразование.  

• Построение графика для наглядности.  

• Обозначение стадий процесса: нагревание льда, плавление льда, нагревание воды, парообразование.  

• Подробное описание каждого этапа процесса.  

• Вычисление количества теплоты для каждого этапа.  

• Итоговая формула для расчета общего количества теплоты.  

• Проводим вычисления для наглядности.  

• Удельная теплоемкость воды: 4.2 кДж/кг°C.  

• Удельная теплота плавления льда: 330 кДж/кг.  

• Удельная теплота парообразования воды: 2.3 МДж/кг.  

• Удельная теплоемкость льда: 2.1 кДж/кг°C.  

• Разница температур: 20°C.  

• Удельная теплота плавления: 330 кДж/кг.  

• Удельная теплоемкость воды: 4.2 кДж/кг°C.  

• Разница температур кипения и плавления: 100°C.  

• Удельная теплота парообразования: 2.3 МДж/кг.  

• Проверяем единицы измерения.  

• Килоджоули сокращаются.  

• Умножаем на 3 кг.  

• Умножаем на 3 кг для наглядности.  

• 126 кДж на плавление льда.  

• 990 кДж на плавление льда и нагревание.  

• 420 кДж на нагревание воды.  

• 2300 кДж на парообразование.  

• 1166 кДж на плавление льда.  

• 2376 кДж на нагревание воды до кипения.  

• 6900 кДж на парообразование.  

• Итого: 9276 кДж.  

• Для превращения кипятка в пар требуется 6900 кДж.  

• Для превращения льда в кипяток требуется 2376 кДж.  

• Парообразование требует в 2.9 раза больше теплоты.  

• Ожог паром опаснее ожога кипятком.  

• Пар - великолепный энергоноситель.  

• Задача решена, переходим к следующей.  

• В чайник налили 2 литра воды при 20°C.  

• После закипания объем воды уменьшился до 1.9 литра.  

• Нужно определить количество теплоты, полученное водой.  

• Вода нагревается от  

• Сжигая 800 грамм бензина, нагревают 50 кг воды от 20°C до 100°C.  

• Часть воды испаряется, 60% энергии сгорания бензина передается воде.  

• Вопрос: сколько воды испарилось?  

• Вода нагревается от 20°C до 100°C, часть воды испаряется.  

• 60% энергии сгорания бензина передано воде, 40% пропало зря.  

• Коэффициент полезного действия нагревателя равен 0.6.  

• Формула для расчета КПД: отношение полезного количества теплоты к общему количеству теплоты.  

• Полезное количество теплоты: сумма удельной теплоемкости воды и удельной теплоты парообразования.  

• Общее количество теплоты: удельная теплота сгорания бензина.  

• Уравнение для расчета массы пара.  

• Избавление от знаменателя: умножение на удельную теплоту сгорания бензина.  

• Рабочая формула: масса пара = разность КПД, удельной теплоты сгорания и удельной теплоемкости воды.  

• Удельная теплота сгорания бензина: 44 МДж/кг.  

• Удельная теплоемкость воды: 4.2 кДж/кг°C.  

• Удельная теплота парообразования: 2.3 МДж/кг.  

• Перевод единиц измерения в килоджоули.  

• Вычисление массы пара: 0.6 * 44000 * 0.8 - 4.2 * 50 * 80.  

• Проверка единиц измерения и сокращение.  

• Вычисление массы пара: 43.2.  

• Ответ: испарилось 1.9 кг воды.  

• Завершение урока.