O czym mówi I zasada termodynamiki?

Rozwiążmy przykładowy problem dla wody stygnącej na mrozie i zamieniającej się w lód.

R7TrU4ZMtZCXQ

Źródło: Politechnika Warszawska Wydział Fizyki, licencja: CC BY 4.0.

Polecenie 1

Żelazny pręt o masie $m$ = 1 kg i temperaturze początkowej $t_{1} = 38 ° C$ jest ogrzewany w piecu hutniczym. Oblicz zmianę energii wewnętrznej pręta do chwili całkowitego stopienia. Temperatura topnienia żelaza wynosi $t_{2} = 1538 ° C$ , ciepło właściwe żelaza $c_{w} = 444 \frac{J}{k g \cdot K}$ , ciepło topnienia żelaza $c_{t} = 268000 \frac{J}{k g}$ .

Na całkowitą zmianę energii wewnętrznej składa się zmiana energii wewnętrznej podczas ogrzewania pręta od temperatury $38 ° C$ do temperatury topnienia żelaza oraz zmiana energii wewnętrznej podczas procesu topnienia żelaza. Skorzystaj z I zasady termodynamiki $Δ U = Q + W$ , gdzie praca $W$ = 0.

Zmiana energii wewnętrznej podczas ogrzewania gazu od temperatury $38 ° C$ do temperatury $1538 ° C$ wynosi $Δ U_{1} = Q_{1} = m c_{w} (t_{2} - t_{1}) = 1 k g \cdot 444 \frac{J}{k g \cdot K} \cdot 1500 K = 666000 J$ .

Zmiana energii wewnętrznej podczas procesu topnienia żelaza wynosi $Δ U_{2} = Q_{2} = m c_{t} = 1 k g \cdot 268000 \frac{J}{k g} = 268000 J$ .

Całkowita zmiana energii wewnętrznej wynosi $Δ U = Δ U_{1} + Δ U_{2} = 666000 J + 268000 J = 934000 J$ .>

Przeczytaj

Przećwicz

Przemyśl

O czym mówi I zasada termodynamiki?