Question

【题目】如图所示，在竖直摆放的气缸内有水和水蒸气，水蒸气上方由质量为M＝60kg的可以自由上下移动的活塞封闭系统，活塞上方为真空．当水中加热器功率为P1＝100W时，活塞以v1＝0.01m/s缓慢上升，当加热器功率为P2＝200W时，活塞以v2＝0.025m/s缓慢上升，若在加热水的过程中容器的温度不变，求系统散热速率（即单位时间内热量散失量）．

Answer 1

【答案】3.33J/s

【解析】

因容器内无空气，系统内水蒸气的饱和气压不变，系统温度T肯定不变，则系统可能有散热，又因T不变，且环境温度不变，系统和环境的温差不变，则散热速率q不变；

饱和气压为：，

由于有热量供给，△t时间内水蒸气增高△h，

质量增加量满足：p0S△h＝RT，μ为水的摩尔质量．

热量关系为P△t＝L△m+q△t，

则：P1＝，P2＝，

解得：q＝3.33J/s；