Какой объем V жидкого азота требуется израсходовать для получения массы
Условие
Для получения и поддержания температуры 0 ºС, одной из двух реперных точек на шкале Цельсия, в лабораторной практике часто используют следующий метод. В теплоизолированный стакан наливают дистиллированную воду комнатной температуры, поливают воду сверху жидким азотом, перемешивая смесь ложкой до тех пор, пока не образуется масса серого цвета, состоящая из мелких кристалликов льда и воды. Это обеспечивает нужную температуру в течение длительного времени — смесь помещают в сосуд Дьюара, где она медленно тает при 0 ºС. Какой объем V жидкого азота требуется израсходовать для получения массы m = 300 г такой смеси, содержащей 75% льда и 25% воды (по массе), из воды при 25 ºС? Теплоемкостями стакана и ложки, а также потерями теплоты можно пренебречь. Плотность жидкого азота ρ_ж = 808 кг/м³, удельная теплота парообразования L = 197,6 кДж/кг.
Ответ
Ответ и полный разбор откроются после входа
Посмотреть ответРешение по шагам
Как рассуждать
Из условия задачи понятно, что происходит в системе при получении смеси льда и воды, реализующей реперную точку шкалы Цельсия — 0 ºС. Сначала вся масса воды с удельной теплоемкостью c_в охлаждается от 25 ºС до 0 ºС на ΔT = 25 ºС, а затем 75% массы воды превращается в лед при температуре 0 ºС, отдавая свою теплоту кристаллизации (удельная теплота кристаллизации воды λ равна удельной теплоте плавления льда). В этом процессе отданное водой количество теплоты равно: кДж.2. Теплота Q, отбираемая от воды в данном процессе, идет по условию только на испарение массы m_ж = ρ_ж∙V жидкого азота:
Осталось ещё 1 шаг
Таким образом, надо израсходовать объем…
Бесплатно · займёт минуту