物理熱學題,! 高手請入;

0oC 的冰與 100oC 水蒸氣混合後，溫度一定在 0oC 與 100oC 之間，計算得大於 200oC 當然是錯誤的。老師給分的意思，並不是表示同學的答案正確，而是以同學的水平來說，計算得這答案雖然不正確，但已代表同學在這方面的計算上已有一定能力，只不過因為未有全面考慮到蒸氣未有全部凝結成水，才會做成錯誤，所以才會酌情給予部份分數，鼓勵同學繼續努力學習。

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題目的計算如下：

假設沒有散失熱至環境中，亦沒有從環境中吸入熱。

1 kg 100oC 水蒸氣全部凝結成 100oC 水所釋放的熱
= mLv
= (1)(2.26 x 106)
= 2.26 x 106 J

1 kg 0oC 冰全部熔解成 0oC 水所吸收的熱
= mLf
= (1)(3.34 x 105)
= 3.34 x 105 J

2.26 x 106 J > 3.34 x 105 J
(全部水蒸氣凝結成 100oC 水所釋放的熱) > (全部冰全部熔解成 0oC 水所吸收的熱)
所以由冰變成 0oC 的水會繼續吸熱升溫。
把 1 kg 0oC 的水升溫至 100oC所需的能量
= m c ΔT
= (1)(4200)(100)
= 4.2 x 105 J

3.34 x 105 J + 4.2 x 105 J
= 7.54 x 105 J < 2.26 x 106 J
(全部水蒸氣凝結成 100oC 水所釋放的熱) > (全部冰熔解後再升溫至 100oC 水所吸收的熱)
所以只有部份的 100oC 的蒸氣會凝結，令：
(部份水蒸氣凝結成 100oC 水所釋放的熱) = (全部冰熔解後再升溫至 100oC 水所吸收的熱)

答案：混合後的物態是 100oC 水蒸氣和 100oC 液態水的混合物。

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進一步計算有多少水蒸氣凝結：

（題目並沒有要求計算這部份。）

設有 m kg 100oC 的水蒸氣凝結成 100oC 的水。

(m kg 水蒸氣凝結成 100oC 水所釋放的熱) = (1 kg 冰熔解後再升溫至 100oC 水所吸收的熱)
mLv = 7.54 x 105
m(2.26 x 106) = 7.54 x 105
m = 0.334 kg

在混合物中 100oC 水蒸氣的質量 = 1 - 0.334 = 0.666 kg
在混合物中 100oC 水的質量 = 1 + 0.334 = 1.334 kg
=

樓上個個簡直係天才=.=思想清晰成咁