Задача по МКТ, термодинамике №61

Просмотров 5 Комментарии 0

На электроплитке мощностью $P = 1$ кВт кипит чайник с водой. Вычислите скорость истечения пара из его носика, если площадь сечения носика $S =1$ см $2,$ давление на выходе из носика равно нормальному атмосферному $p =105$ Па, все количество теплоты, выделяемое плиткой, передается воде без потерь. Ответ дайте в м/с и округлите до десятых

Плитка генерирует количество теплоты:

Q =P t,

где $t$ – время работы плитки.
Эту всю теплоту получает вода в чайнике:

Q= rm,

где $r$ – удельная теплота парообразования воды, $m$ – масса испарившейся воды.
Тогда

t= rm- P

Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

pV = m-RT, M

где $p$ – давление, $V =lS$ – объём носика, $m$ – масса пара, $μ$ – молярная масса воды, $T$ – температура газа.
Отсюда

mRT l =-pμS-

При этом движение пара можно назвать равномерным:

v = l, t

Тогда

mRT P P RT 103⋅8,31⋅373 v =-pμS-⋅rm-= pSμr = 105⋅10−4⋅18⋅10−3⋅2,26-⋅106 ≈ 7,5 м/с.