422. Kiehuvan nesteen massan väheneminen

Vedenkeittimessä lämmitettiin tuntematonta nestettä, jonka massa oli 630 g. Vedenkeittimen teho oli 2,0 kW. Nesteen massaa mitattiin samalla. Kun neste alkoi kiehua avoimessa keittimessä, massa muuttui oheisen taulukon mukaisesti.

Aika (s) 0 10 20 30 40 50 60 70
Massa (kg) 0,628 0,616 0,600 0,591 0,581 0,569 0,556 0,542

Esitä tulokset aika–massa-koordinaatistossa ja määritä kuvaajaa hyödyntäen nesteen ominaishöyrystymislämpö.

Ratkaisu:

Keitin siirtää lämmön Q veteen teholla P ajassa t , joten

​[[$ \begin{align*}P&=\dfrac{Q}{t} \\ Q&=Pt\\ \end{align*} $]]​

Nesteeseen siirtyy sen höyrystyessä lämpö [[$ Q=rm $]]​, jossa r on nesteen ominaishöyrystymislämpö m massa. Lasketaan taulukoitujen aikojen avulla siirtynyt lämpö ja esitetään se graafisesti hörystyneen nesteen massan suhteen, jolloin ominaishöyrystymislämpö on kuvaajan fysikaalinen kulmakerroin. Höyrystyneen veden massa saadaan vähentämällä alussa mitatusta massasta (628 g) hetkellä t mitattu massa. Ilmaistaan massa kilogrammoina.

Lämpö (kJ) 0 20 40 60 80 100 120 140
Höyrystynyt
massa (kg)
0 0,012 0,028 0,037 0,047 0,059 0,072 0,086



Ominaishöyrystymislämpö on kuvaajan fysikaalinen kulmakerroin eli

​[[$ r \approx 1700\dfrac{ \text{kJ}}{ \text{kg}} $]]​