Ušteda energije za prenos toplote – problemi i rešenja

1. 1 kg vode na 100^oC pomiješano sa 1 kg vode 10^oC u izolovanom sistemu. specifična toplina voda je 4200 J / kg ^oC. Odredite konačnu temperatura od smjese!

Poznato:

masa tople vode (m₁) = 1 kg

Temperatura tople vode (T₁) = 100^oC

Masa hladne vode (m₂) = 1 kg

Temperatura hladne vode (T₂) = 10^oC

Traži se: Konačna temperatura (T)

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota (izolovani sistem)

m c ΔT = m c ΔT

m ΔT = m ΔT

m₁ (T₁ – T) = m₂ (T – T₂)

(1)(100 – T) = (1)(T – 10)

100 – T = T – 10

100 + 10 = T + T

110 = 2T

T = 110 / 2

T = 55

Konačna temperatura je 55^oC.

2. Blok olova od 3 kg na 80^o smješteno u 10 kg vode. Specifična toplota olova je 1400 J.kg^-1C^-1 a specifična toplota vode je 4200 J/kg.^-1C^-1Konačna temperatura u termičkoj ravnoteži je 20^oC. Odredite početnu temperaturu vode!

Poznato:

masa (m₁) = 3 kg

Specifična toplota olova (c₁) = 1400 J.kg^-1C^-1

Temperatura olova (T₁) = 80 ^oC

Masa vode (m₂) = 10 kg

Specifična toplota vode (c₂) = 4200 J.kg^-1C^-1

Temperatura termalne ravnoteže (T) = 20 ^oC

Traži se: Početna temperatura vode (T₂)

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota

Q voditi = Q voda

m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT

(3)(1400)(80-20) = (10)(4200)(20-T)

(4200)(60) = (42,000)(20-T)

252,000 = 840,000 – 42,000 T

42,000 T = 840,000 – 252,000

42,000 T = 588,000

T = 588,000 / 42,000

T = 14

Početna temperatura vode je 14^oC.

3. Blok bakra na 100^oC stavljeno u 128 grama vode pri temperaturi 30 ^oC. Specifična toplota vode je 1 calg^-1oC^-1 a specifična toplota bakra je 0.1 calg^-1oC^-1. Ako je temperatura termalne ravnoteže 36 ^oC, Odredite masu bakra!

Poznato:

Temperatura bakra (T₁) = 100 ^oC

Specifična toplota bakra (c₁) = 0.1 calg^-1oC^-1

Masa vode (m₂) = 128 grama

Temperatura vode (T₂) = 30 ^oC

Specifična toplota vode (c₂) = 1 calg^-1oC^-1

Temperatura termalne ravnoteže (T) = 36 ^oC

Traži se: Masa bakra (m₁)

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota

Q bakar = Q voda

m₁ c₁ ΔT = m₂ c₂ ΔT

(m₁)(0.1)(100-36) = (128)(1)(36-30)

(m₁)(0.1)(64) = (128)(1)(6)

(m₁)(6.4) = 768

m₁ = 768/6.4

m₁ = 120

Masa bakra je 120 grama.

4. Blok leda od M kg na 0^oC stavljeno u 340 grama vode na 20^oC u kadi. Ako toplota fuzije za vodu = 80 kalorija g^-1, specifična toplota vode je 1 kalorija g^{-1 o}C^-1. Sav led se topi i temperatura termička ravnoteža is 5^oC, Odredite masu leda!

Poznato:

Masa vode (m) = 340 grama

Temperatura leda (T _led) = 0^oC

Temperatura vode (T _voda) = 20^oC

Temperatura termalne ravnoteže (T) = 5^oC

Toplota topljenja za vodu (L) = 80 cal g^-1

Specifična toplota vode (c _voda) = 1 cal g^{-1 o}C^-1

Traži se: masa od leda (M)

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota

Q vode = Q leda

m c (ΔT) = m_es L_es +m c (ΔT)

(340)(1)(20-5) = M(80) + M(1)(5-0)

(340)(15) = 80M + 5M

5100 = 85M

M = 5100/85

M = 60 grama

[wpdm_package id='714′]

1. Pretvaranje temperaturnih skala
2. Linearna ekspanzija
3. Proširenje područja
4. Proširenje volumena
5. vrućina
6. Mehanički ekvivalent toplote
7. Specifična toplota i toplotni kapacitet
8. Latentna toplota, toplota topljenja, toplota isparavanja
9. Ušteda energije za prijenos topline