Тепловые явления: теплообмен, фазовые переходы, влажность

нагрев или охлаждение: Q = cmΔt, c — удельная теплоёмкость, Дж/(кг·°C); плавление или кристаллизация: Q = λm, λ — удельная теплота плавления; парообразование или конденсация: Q = Lm (или rm), L — удельная теплота парообразования; сгорание топлива: Q = qm, q — удельная теплота сгорания; уравнение теплового баланса: Q₁ + Q₂ + … = 0, где отданная теплота отрицательна; или в модулях: Qотданное = Qполученное

Во время фазового перехода температура не меняется. Лёд при 0 °C сначала весь плавится (поглощая λm), и только потом вода нагревается. Составляя баланс, разбивайте процесс на этапы и проверяйте, хватает ли теплоты на завершение каждого этапа.

абсолютная влажность = плотность водяного пара ρ (кг/м³) или его парциальное давление p (Па); относительная влажность: φ = ρ/ρнас · 100% = p/pнас · 100%; точка росы — температура, при которой имеющийся пар становится насыщенным; психрометр: чем больше разность показаний сухого и влажного термометров, тем ниже влажность

В калориметр с 200 г воды при 20 °C бросили 50 г льда при 0 °C. Какая установится температура? Теплота на плавление льда: λm = 3,3·10⁵ · 0,05 = 16500 Дж. Теплота, которую отдаст вода при остывании до 0 °C: cmΔt = 4200 · 0,2 · 20 = 16800 Дж. Этого хватает: лёд растает полностью, останется 300 Дж. Теперь в калориметре 0,25 кг воды при 0 °C, и она нагреется на Δt = 300/(4200·0,25) = 0,29 °C. Ответ: около 0,3 °C. Типичная ошибка — сразу писать баланс cm₁(t − 20) + cm₂(t − 0) = 0, забыв про плавление; тогда получится около 16 °C. Вторая ошибка — не проверить, хватило ли теплоты: если бы льда было 100 г, часть его осталась бы, и температура была бы ровно 0 °C.

1) Фазовый переход пропущен полностью. 2) Не проверено, завершается ли переход: возможен ответ «установится 0 °C, часть льда останется». 3) В формуле Q = cmΔt берут Δt = t, а не разность температур. 4) Отданную теплоту записывают положительной вместе с полученной — баланс не сходится. 5) Относительную влажность считают как отношение к общей плотности воздуха. 6) Забывают, что теплоёмкость льда и воды разные.