Ušteda energije za prenos toplote – problemi i rešenja

1. 1 kg vode na 100 ^° C pomiješano sa 1 kg vode na 10 ^° C u izolovanom sistemu. Specifična toplota vode je 4200 J/kg ^° C. Odredite konačnu temperaturu smjese!

Poznato:

Masa vruće vode (m1 ₎ = 1 kg

Temperatura tople vode (T1 ₎ = 100 ^° C

Masa hladne vode (m² ₎ = 1 kg

Temperatura hladne vode (T2 ₎ = 10 ^° C

Željena: Konačna temperatura (T)

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota (izolovani sistem)

m c Δ T = m c Δ T

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 ^stepeni Celzijusa.

[irp]

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⁻¹ C⁻¹

Temperatura olova (T1 ₎ = 80 ^° C

Masa vode (m² ₎ = 10 kg

Specifična toplota vode (c² ₎ ⁼ 4200 J· ^kg⁻¹ C⁻¹

Temperatura termičke ravnoteže (T) = 20 ^° C

Traži se: Početna temperatura vode ( _T2 )

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota

Q olovo = Q voda

m1c1ΔT = m2c2ΔT_​​​​_​​

(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 ^° C.

[irp]

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 ^° C

Specifična toplota bakra (c1 ₎ ⁼ 0.1 c al.g⁻¹ ^° C⁻¹

Masa vode (m² ₎ = 128 grama

Temperatura vode (T2 ₎ = 30 ^° C

Specifična toplota vode ⁽ c² ₎ = 1 c alg⁻¹ ^C⁻¹

Temperatura termičke ravnoteže (T) = 36 ^° C

Traži se: Masa bakra ( _m1 )

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota

Q bakar = Q voda

m1c1ΔT = m2c2ΔT_​​​​_​​

( _m1 )(0.1)(100-36) = (128)(1)(36-30)

( _m1 )(0.1)(64) = (128)(1)(6)

( _m1 )(6.4) = 768

m1 ₌ 768 / 6.4

m ₁ = 120

Masa bakra je 120 grama.

[irp]

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 _leda ) = 0 ^° C

Temperatura vode (T _vode ) = 20 ^° C

Temperatura termičke ravnoteže (T) = 5 ^° C

Toplota topljenja vode ( L ) = 80 c al ^g⁻¹

Specifična toplota vode ⁽ c _vode ) = 1 cal g⁻¹ ^{° C⁻¹}

Traži se: Masa leda (M)

Rešenje:

Gubitak toplote = Dobijena toplota

Q vode = Q leda

m c ( ΔT) = m _es L _es + m c ( Δ T)

(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