题目
【单选题】质量为m的未饱和水在锅炉中加热到过热蒸汽状态,温度从T1到T2,蒸汽的定容比热为Cv,定压比热为Cp, 水的比热为Cm, 则这个过程中水吸收的热量为A. mCm(T2-T1)B. mCp(T2-T1)C. mCv(T2-T1)D. 其他三项都不对
【单选题】质量为m的未饱和水在锅炉中加热到过热蒸汽状态,温度从T1到T2,蒸汽的定容比热为Cv,定压比热为Cp, 水的比热为Cm, 则这个过程中水吸收的热量为
A. mCm(T2-T1)
B. mCp(T2-T1)
C. mCv(T2-T1)
D. 其他三项都不对
题目解答
答案
D. 其他三项都不对
解析
步骤 1:理解过程
水从未饱和状态加热到过热蒸汽状态,意味着水经历了从液态到气态的相变过程。在相变过程中,水的温度保持不变,但需要吸收额外的热量来完成相变。因此,整个过程包括两个阶段:液态水加热到沸点,以及水在沸腾过程中吸收热量变成过热蒸汽。
步骤 2:计算液态水加热到沸点的热量
在液态水加热到沸点的过程中,水的温度从T1升高到沸点温度Tb,吸收的热量为:Q1 = mCm(Tb - T1)。
步骤 3:计算水在沸腾过程中吸收的热量
在沸腾过程中,水吸收的热量用于相变,这部分热量与温度无关,只与水的质量和相变潜热有关。设相变潜热为L,则这部分热量为:Q2 = mL。
步骤 4:计算过热蒸汽吸收的热量
过热蒸汽从沸点温度Tb加热到T2,吸收的热量为:Q3 = mCp(T2 - Tb)。
步骤 5:总热量
整个过程中水吸收的总热量为:Q = Q1 + Q2 + Q3 = mCm(Tb - T1) + mL + mCp(T2 - Tb)。
水从未饱和状态加热到过热蒸汽状态,意味着水经历了从液态到气态的相变过程。在相变过程中,水的温度保持不变,但需要吸收额外的热量来完成相变。因此,整个过程包括两个阶段:液态水加热到沸点,以及水在沸腾过程中吸收热量变成过热蒸汽。
步骤 2:计算液态水加热到沸点的热量
在液态水加热到沸点的过程中,水的温度从T1升高到沸点温度Tb,吸收的热量为:Q1 = mCm(Tb - T1)。
步骤 3:计算水在沸腾过程中吸收的热量
在沸腾过程中,水吸收的热量用于相变,这部分热量与温度无关,只与水的质量和相变潜热有关。设相变潜热为L,则这部分热量为:Q2 = mL。
步骤 4:计算过热蒸汽吸收的热量
过热蒸汽从沸点温度Tb加热到T2,吸收的热量为:Q3 = mCp(T2 - Tb)。
步骤 5:总热量
整个过程中水吸收的总热量为:Q = Q1 + Q2 + Q3 = mCm(Tb - T1) + mL + mCp(T2 - Tb)。