Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 1471
2016-11-25 
Какая часть затраченной на парообразование энергии идет на совершение работы?
Расчеты провести для температуры $100^{ \circ} C$, при которой удельная теплота парообразования равна $2,3 \cdot 10^{6} Дж/кг$.
Решение:
Прежде всего отметим, что давление насыщенного пара при $100^{ \circ} C$ равно 1 атм или $10^{5}$ Па.
Пусть, для определенности, мы имеем систему, изображенную на рисунке: под подвиясным невесомым поршнем находится насыщенный пар и вода при температуре $100^{ \circ} C$.
Сообщим системе количество теплоты $Q$. При этом, согласно определению величины удельной теплоты парообразования, испарится масса воды
$\Delta m = \frac{Q}{r}$. (1)
Воспользовавшись дважды уравнением Менделеева—Клапейрона для начального и конечного состояния пара с учетом постоянства давления, получим:
$P \Delta V = \frac{ \Delta m}{M} RT$. (2)
С другой стороны, работа, которую совершает нар (при учете постоянства давления), преодолевая силу атмосферного давления, равна:
$A = P \Delta V$. (3)
Из уравнений (1—3) находим:
$\frac{A}{Q} = \frac{RT}{Mr} \approx 0,08$.
Какая часть затраченной на парообразование энергии идет на совершение работы?
Расчеты провести для температуры $100^{ \circ} C$, при которой удельная теплота парообразования равна $2,3 \cdot 10^{6} Дж/кг$.
Решение:
Прежде всего отметим, что давление насыщенного пара при $100^{ \circ} C$ равно 1 атм или $10^{5}$ Па.
Пусть, для определенности, мы имеем систему, изображенную на рисунке: под подвиясным невесомым поршнем находится насыщенный пар и вода при температуре $100^{ \circ} C$.
Сообщим системе количество теплоты $Q$. При этом, согласно определению величины удельной теплоты парообразования, испарится масса воды
$\Delta m = \frac{Q}{r}$. (1)
Воспользовавшись дважды уравнением Менделеева—Клапейрона для начального и конечного состояния пара с учетом постоянства давления, получим:
$P \Delta V = \frac{ \Delta m}{M} RT$. (2)
С другой стороны, работа, которую совершает нар (при учете постоянства давления), преодолевая силу атмосферного давления, равна:
$A = P \Delta V$. (3)
Из уравнений (1—3) находим:
$\frac{A}{Q} = \frac{RT}{Mr} \approx 0,08$.
