Фазові перетворення

11.3. На дні посудини, підкачаної до високого вакууму, наморожений плоско паралельних шар льоду товщиною l = 7 мм, нижня поверхня якого підтримується при постійній температурі . Визначити цю температуру, якщо відомо, що при відкачці посудини на верхній поверхні шару льоду встановилась температура = - 50 С. Теплопровідність льоду χ = 5.3 кал/(с см С). Удільна теплота сублімації льоду q = 680 кал/г. Тиск насиченої пари над льодом при = - 50 С при відсутності відкачки P = 0.03 мм рт. ст.

11.13. Гейзери можуть розглядатися як великі підземні резервуари наповнені ґрунтовою водою, що прогрівається підземним теплом (мал. 11.13). Вихід з них на поверхню землі відбувається через вузький канал, який в „спокійний ” період заповнений водою. Рахуючи, що „активний” період починається, коли закипає вода в підземному резервуарі, і що під час виверження гейзера канал заповнений тільки парою, який і вики дується назовні, оцінити, яку частину води втрачає резервуар гейзера за час одного виверження. Глибина каналу h = 90 м. Удільна теплота пароутворення λ = 2260 Дж/г.

11.18. Обчислити удільний теплоту пароутворення для води при температурі = 323 К, знаючі цю величину при температурі = 373 К ( = 539 кал/г). Теплоємність води рахувати постійною (тобто не залежить від P і T). Пару рахувати ідеальним газом, теплоємність якого можна обчислити по класичній теорії. Удільним об’ємом води в порівнянні з удільним об’ємом пари можна знехтувати.

11.23. В запаяній U-подібній трубці мститься ефір і його пари. (мал. 11.23). Оцінити чутливість даного диференціального конденсаційного термометра h/ при ~ ~300 К, коли тиск насиченої пари P~1 атм, а густина рідини 0.7 г/ . Молярна теплота випаровування ефіру Λ = 3.88 Дж/моль. Температура кипіння ефіру при тиску в 1 атм. = 467 К.

11.32. Пари води витікають у атмосферу через капіляр діаметром d = 2 м і довжиною l = 0.1 м із закритої посудини в яку налита вода. Посудина підтримується при температурі T = 374 K. Оцінити кількість тепла Q, що підводиться за 1 с. Теплота пароутворення λ = 2260 Дж/г. Пару рахувати ідеальним газом. Припускається, що в кожен момент часу встигає встановитись рівновага між паром і водою. В’язкість пари води приймається рівною ή = 1.3 Па с.

11.35. В Антарктиді під трьохкілометровою товщею льоду знайдені озера прісної води. Визначити температуру води в цих озерах, якщо удільна теплота плавлення льоду q = 335 кДж/кг а відношення густини льоду і густини води складає 0.917

11.40. На льодяну поверхню, температура якої дорівнює -1 С, ставиться штанга, площа основи якої дорівнює 10 . При якій вазі штанги лід під нею почне танути? Теплота плавлення дорівнює 335 Дж/г, удільний об’єм льоду при нормальних умовах 1.1 /г.

11.44. Визначити наближено тиск і температуру (по Цельсію) в потрійній точці води користуючись наступними даними. Тиск насиченої пари над рідкою водою = 4.579 мм. рт. ст. При =1 С. Удільний об’єм льоду при 0 С і нормальному атмосферному тискові ( = 760 мм. рт. ст.) = 1.091 /г. Удільний об’єм води при тих самих умовах =1 /г. Удільна теплота плавлення льоду q = 80 кал/г.

11.52. В попередньо підкачаній закритій посудині налита вода до рівня h= 20 см. У боковій стінці посудини зроблений отвір, який можна закрити корком. До якої температури Т треба нагріти воду у посудині, щоб швидкість її витікання через боковий отвір при цій температурі перевищувала в два рази швидкість витікання при температурі = 373 К?

11.69. Стінки посудини об’ємом V = 1 л, у який вміщений водень при тиску 760 Тор і температурі 273 К, різко охолоджуються до температури потрійної точки (P = 60 Тор, T = 14 K). Оцінити час ”вимороження ” водню, тобто час на протязі якого тиск у посудині суттєво зменшиться. Як буде впливати присутність гелію на даний процес.

11.79. При стисненні газів по простій схемі Лінде доля зрідженого газу α визначається його тиском P і температурою T на вході. Максимальне значення α спостерігається, коли при постійній температурі Т, ентальпія газу I в залежності від його ентропії S мінімальна, тобто . Розлядаючи водень як газ Ван-дер-Ваальса з критичним значенням тиску і температури. = 13 атм, = 33 К оцінити при Т= 80 К величину тиску P на вході.

Дата добавления: 2015-05-26