Question

 Какое количество теплоты необходимо, чтобы 5 кг воды при 0 °С довести до кипения и испарить ее? 

Answer 1

Необходимо 20 кг теплоты

Answer 2

Для решения этой задачи нам понадобится знание о теплоте плавления и теплоте испарения воды. Вот формула для расчета общего количества теплоты, необходимого для нагревания и испарения воды:

Q = m * c * ΔT + m * Lf + m * Lv

Где: Q - общее количество теплоты (в джоулях), m - масса воды (в килограммах), c - удельная теплоемкость воды (около 4.186 Дж/(г * °C)), ΔT - изменение температуры (в °C), Lf - удельная теплота плавления воды (около 334 кДж/кг), Lv - удельная теплота испарения воды (около 2.26 МДж/кг).

Для нашего случая: m = 5 кг, ΔT = 100 °C (потому что мы хотим нагреть воду до кипения, а затем испарить ее).

Теперь мы можем подставить значения в формулу и рассчитать:

Q = 5 кг * 4.186 Дж/(г * °C) * 100 °C + 5 кг * 334 кДж/кг + 5 кг * 2.26 МДж/кг

Переведем единицы измерения в джоули:

1 кДж = 1000 Дж 1 МДж = 1000 кДж

Q = 5 кг * 4.186 Дж/(г * °C) * 100 °C + 5 кг * 334 * 1000 Дж/кг + 5 кг * 2.26 * 1000 * 1000 Дж/кг

Выполняя вычисления:

Q = 20930 Дж + 1670000 Дж + 11300000 Дж

Q = 11519030 Дж

Таким образом, чтобы нагреть 5 кг воды при 0 °C до кипения и испарить ее, потребуется около 11 519 030 Дж теплоты.