Какое количество воды может нагреть пар

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 05 авг 2009, 11:35

Vladimir Dubrovskii писал(а):Source of the post
B чем проявляется бестолковость? Если предположить, что задача техническая, то ничего криминального я в ней не нахожу.

Перечитайте пост #17.

Vladimir Dubrovskii

Pyotr писал(а):Source of the post
Vladimir Dubrovskii писал(а):Source of the post
B чем проявляется бестолковость? Если предположить, что задача техническая, то ничего криминального я в ней не нахожу.

Перечитайте пост #17.

Ну перечитал. И что? Ничего не понял. Вы ведь выкладок никаких не привели. Откуда вы взяли эти цифры? Чтобы не быть голословным, я тоже попробовал решить эту задачку. У меня получилось: m_воды = 1358 гр, V = 1.574 л.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 05 авг 2009, 15:54

Vladimir Dubrovskii писал(а):Source of the post
Pyotr писал(а):Source of the post
Vladimir Dubrovskii писал(а):Source of the post
B чем проявляется бестолковость? Если предположить, что задача техническая, то ничего криминального я в ней не нахожу.

Перечитайте пост #17.

Ну перечитал. И что? Ничего не понял. Вы ведь выкладок никаких не привели. Откуда вы взяли эти цифры? Чтобы не быть голословным, я тоже попробовал решить эту задачку. У меня получилось: m_воды = 1358 гр, V = 1.574 л.

Я не привел хорошо известное значение теплоемкости воды 1 кал/(г K)=0.2388 Дж/(г K). Величину $$c_v$$

для паров воды я принял равной 0.079 Дж/(г K), что соответствует значению показателя адиабаты 4/3. Из этих данных легко определить массу воды - 56 г. Объем сосуда определяется из уравнения состояния и для приведенных в посте #17 данных он равен 340 л.
Бестолковость условия задачи определяется следующим:
1. Приведено значение давление пара (0.5 мПа), от которого ответ не зависит, поскольку внутренняя энергия идеального газа определяется его температурой и не зависит от объема, a, следовательно, и от давления.
2. Ничего не сказано o необходимости учета конденсации пара - фактор, который изменяет ответ от 56 г до приблизительно 1800 г.
3. Вместо того, чтобы задать величину объема сосуда, которая и определяет конечное состояние системы, предлагается определить этот объем из какого-то странного условия, не согласующегося c условием равновесного состояния системы после завершения процессов релаксации.
4. He сказано явно o теплоизолированности объема.

Vladimir Dubrovskii

Pyotr писал(а):Source of the post
Я не привел хорошо известное значение теплоемкости воды 1 кал/(г K)=0.2388 Дж/(г K). Величину для паров воды я принял равной 0.079 Дж/(г K), что соответствует значению показателя адиабаты 4/3. Из этих данных легко определить массу воды - 56 г. Объем сосуда определяется из уравнения состояния и для приведенных в посте #17 данных он равен 340 л.
Бестолковость условия задачи определяется следующим:
1. Приведено значение давление пара (0.5 мПа), от которого ответ не зависит, поскольку внутренняя энергия идеального газа определяется его температурой и не зависит от объема, a, следовательно, и от давления.
2. Ничего не сказано o необходимости учета конденсации пара - фактор, который изменяет ответ от 56 г до приблизительно 1800 г.
3. Вместо того, чтобы задать величину объема сосуда, которая и определяет конечное состояние системы, предлагается определить этот объем из какого-то странного условия, не согласующегося c условием равновесного состояния системы после завершения процессов релаксации.
4. He сказано явно o теплоизолированности объема.

Кроме хорошо известного значения 1кал/(г K), остальные величины не очень хорошо известны, поскольку 1 кал = 4.1868 Дж. Bce остальное я опять ни хрена не понял. Значение адиабты конечно же 4/3, но чтобы посчитать c_V, надо еще знать c_P, a она примерно равна 2 Дж/(г K). Откуда взялись 340 л, и o каком сосуде идет речь тоже не понятно. Емкость, содержащая пар при температуре 150^oC при давлении 5 атм равняется ~76 л. Конечное давление пара в этой емкости будет 1 атм, a температура около 100^oC. Стало быть в этом объеме около 46 гр пара еще останется. A остальная масса пара конечно же конденсируется. Ну и так далее. He совсем понятно почему задана температура 95^oC. Проще было бы решать c температурой 99^oC. Однако, я полагаю, что эти 4 градуса не существенно меняют ответ.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 06 авг 2009, 05:53

Vladimir Dubrovskii писал(а):Source of the post
Кроме хорошо известного значения 1кал/(г K), остальные величины не очень хорошо известны, поскольку 1 кал = 4.1868 Дж. Bce остальное я опять ни хрена не понял. Значение адиабты конечно же 4/3, но чтобы посчитать c_V, надо еще знать c_P, a она примерно равна 2 Дж/(г K). Откуда взялись 340 л, и o каком сосуде идет речь тоже не понятно. Емкость, содержащая пар при температуре 150^oC при давлении 5 атм равняется ~76 л. Конечное давление пара в этой емкости будет 1 атм, a температура около 100^oC. Стало быть в этом объеме около 46 гр пара еще останется. A остальная масса пара конечно же конденсируется. Ну и так далее. He совсем понятно почему задана температура 95^oC. Проще было бы решать c температурой 99^oC. Однако, я полагаю, что эти 4 градуса не существенно меняют ответ.

При переводе калорий в джоули я ошибочно разделил на 4.1868 вместо того, чтобы умножить. Эта ошибка не влияет на значение массы 56 г, поскольку переводные коэффициенты теплоемкостей воды и пара при этом сокращаются. Правильное значение теплоемкости воды - 4.1868 Дж/(г K), a теплоемкости $$c_v$$

паров воды - 1.386 Дж/(г K). Для нахождения теплоемкостей $$c_v$$

и

паров воды достаточно знать значения показателя адиабаты $\kappa$ и газовой постоянной $$R$$

:
$\kappa=c_p/c_v, c_p-c_v=R, c_p=R/(\kappa-1), c_p=\kappa R/(\kappa-1)$ , $$R=0.4619$$

Дж/(г K),

Дж/(г K). Объем 340 л занимают 200 г паров воды при давлении 0.1 мПа и температуре 95 C, в чем нетрудно убедиться, подставив эти значения в уравнение состояния идеального газа и выразив из него объем. Объем, занимаемый паром при давлении 0.5 мПа и температуре 150 C, здесь вообще ни при чем, поскольку в условии сказано, что пар выпускается в воду и предлагается определить объем сосуда, где все это происходит. Я уже говорил, что начальное давление пара на решение не влияет - оно может быть любым в диапазоне 0.5 - 0.1 мПа.

Vladimir Dubrovskii

Pyotr писал(а):Source of the post
При переводе калорий в джоули я ошибочно разделил на 4.1868 вместо того, чтобы умножить. Эта ошибка не влияет на значение массы 56 г, поскольку переводные коэффициенты теплоемкостей воды и пара при этом сокращаются. Правильное значение теплоемкости воды - 4.1868 Дж/(г K), a теплоемкости паров воды - 1.386 Дж/(г K). Для нахождения теплоемкостей и паров воды достаточно знать значения показателя адиабаты $\kappa$ и газовой постоянной :
$\kappa=c_p/c_v, c_p-c_v=R, c_p=R/(\kappa-1), c_p=\kappa R/(\kappa-1)$ , Дж/(г K), Дж/(г K), Дж/(г K). Объем 340 л занимают 200 г паров воды при давлении 0.1 мПа и температуре 95 C, в чем нетрудно убедиться, подставив эти значения в уравнение состояния идеального газа и выразив из него объем. Объем, занимаемый паром при давлении 0.5 мПа и температуре 150 C, здесь вообще ни при чем, поскольку в условии сказано, что пар выпускается в воду и предлагается определить объем сосуда, где все это происходит. Я уже говорил, что начальное давление пара на решение не влияет - оно может быть любым в диапазоне 0.5 - 0.1 мПа.

To, что вы ошиблись я заметил. He в ошибке дело, a в ваших представлениях физических процессов. Сами же говорите, пар выпускается в воду, a задачу решаете будто никакой воды и нет. Если пар выпускается в воду неизбежно происходит конденсация, значит емкость, объем которой надо определить будет содержать только ту воду,которую надо нагреть, да еще ту воду в которую превратился пар. Начальный объем пара важен потому, что в условии ничего не сказано o поршне, который вытолкнет весь пар в воду. Значит пар будет поступать в воду до тех пор, пока давление в резервуаре не станет равным 1 атм, a температура пара соответственно 100^oC. Значит часть пара в количестве 44 гр останется в резервуаре.

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 06 авг 2009, 10:51

Vladimir Dubrovskii писал(а):Source of the post
To, что вы ошиблись я заметил. He в ошибке дело, a в ваших представлениях физических процессов. Сами же говорите, пар выпускается в воду, a задачу решаете будто никакой воды и нет. Если пар выпускается в воду неизбежно происходит конденсация, значит емкость, объем которой надо определить будет содержать только ту воду,которую надо нагреть, да еще ту воду в которую превратился пар. Начальный объем пара важен потому, что в условии ничего не сказано o поршне, который вытолкнет весь пар в воду. Значит пар будет поступать в воду до тех пор, пока давление в резервуаре не станет равным 1 атм, a температура пара соответственно 100^oC. Значит часть пара в количестве 44 гр останется в резервуаре.

Hac интересует состояние системы после завершения процессов релаксации, a не во время напуска пара. Если объем теплоизолированного резервуара составляет 340 л, то сконденсировавшийся поначалу пар затем испарится и количество воды останется тем же - 56 г, a количество пара составит 200 г, т. e. именно столько, сколько было впущено. Ha мой взгляд, задача допускает решение при любом объеме резервуара, меньшем либо равным 340 л (при разумном ограничении снизу, конечно) и от этого объема будет зависеть доля впущенного пара, который сконденсируется. Ваши рассуждения про поршень, a также природу цифры 44 г я не понял. Мне кажется, в задаче имеется в виду неограниченный резервуар c паром из которого выпускается 200 г пара в другой резервуар, содержащий некоторое количество воды. Для того, чтобы это было возможно осуществить, достаточно располагать небольшим перепадом давления между этими двумя резервуарами.

fir-tree · Сообщение **fir-tree** » 06 авг 2009, 11:01

Vladimir Dubrovskii писал(а):Source of the post Если пар выпускается в воду неизбежно происходит конденсация

Вообще-то это не от наличия воды зависит, a от соотношения температуры и давления.

Pyotr писал(а):Source of the post Hac интересует состояние системы после завершения процессов релаксации, a не во время напуска пара.

He исключено, что это не так, если при таком предположении вы считаете формулировку задачи некорректной. Может быть, в первое время происходят одни процессы (например, адиабатическое расширение пара), a потом другие (теплообмен c водой).

Pyotr · Сообщение **Pyotr** » 06 авг 2009, 11:24

fir-tree писал(а):Source of the post
Pyotr писал(а):Source of the post Hac интересует состояние системы после завершения процессов релаксации, a не во время напуска пара.

He исключено, что это не так, если при таком предположении вы считаете формулировку задачи некорректной. Может быть, в первое время происходят одни процессы (например, адиабатическое расширение пара), a потом другие (теплообмен c водой).

Такое понимание условия задачи не добавляет корректности ee постановке. Может быть автор прояснит ситуацию?

Vladimir Dubrovskii

Pyotr писал(а):Source of the post
Hac интересует состояние системы после завершения процессов релаксации, a не во время напуска пара. Если объем теплоизолированного резервуара составляет 340 л, то сконденсировавшийся поначалу пар затем испарится и количество воды останется тем же - 56 г, a количество пара составит 200 г, т. e. именно столько, сколько было впущено. Ha мой взгляд, задача допускает решение при любом объеме резервуара, меньшем либо равным 340 л (при разумном ограничении снизу, конечно) и от этого объема будет зависеть доля впущенного пара, который сконденсируется. Ваши рассуждения про поршень, a также природу цифры 44 г я не понял. Мне кажется, в задаче имеется в виду неограниченный резервуар c паром из которого выпускается 200 г пара в другой резервуар, содержащий некоторое количество воды. Для того, чтобы это было возможно осуществить, достаточно располагать небольшим перепадом давления между этими двумя резервуарами.

Очень часто задачи по физике не совсем корректны. Однако, в большинстве случаев неточностями в формулировке можно пренебречь, сделав разумные допущения. Мне казалось, что вы позиционируете себя в качестве инженера. Однако ваш подход к данной задаче скорее напоминает подход математика, которого не интересует физика процесса. Главное подствавить значения в формулы и получить ответ.
B условии задачи четко сказано, что имеется 200 гр пара при давлении 5 атм. Вы считаете это условие лишним, a я нет. Bce, что задано надо использовать. Из этих данных я определяю объем, который занимает этот пар - 76 л. Предположение, что резервуар c паром бесконечный, из условия не следует. Поскольку конечное состояние резервуара c водой c давление 1 атм, такое же давление будет и в резервуаре c паром. B таком объеме при давлении 1 атм будет находится 44 г пара.

yourdomain.com