Question

Какое количество энергии нужно затратить, чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0°C, довести до кипения и испарить её? Подробное решение пожалуйста

Answer 1

Дано:

t₁ = 0℃

t₂ = 100℃

m = 5 кг

L = 2,3 × 10⁶ Дж/кг

c = 4200 Дж/кг × ℃

------------------------------------

Е - ?

Решение:

Е = Qнагрев. + Qиспар.

Qнагрев. = Lm

Е = cm ( t₂ - t₁ ) + Lm

E = 4200 × 5 × 100 + 2,3 × 10⁶ × 5 = 2100 кДж + 11500 кДж= 13600 кДж

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо учесть три этапа:

1. Нагревание воды от 0°C до 100°C.
2. Перевод воды при 100°C в пар состояния (кипение).
3. Испарение воды при 100°C.

Давайте рассмотрим каждый этап по отдельности.

1. Нагревание воды от 0°C до 100°C: Для этого нам понадобится использовать удельную теплоёмкость воды, которая составляет около 4.186 Дж/(г°C). У нас есть 5 кг воды, поэтому общая масса будет 5000 граммов. Для расчёта количества энергии, необходимого для нагревания воды до 100°C, мы можем использовать следующую формулу: Q = m * c * ΔT, где Q - количество энергии, m - масса воды, c - удельная теплоёмкость воды, ΔT - изменение температуры.

ΔT = 100°C - 0°C = 100°C.

Q = 5000 г * 4.186 Дж/(г°C) * 100°C = 2,093,000 Дж.

Таким образом, нам потребуется 2,093,000 Дж энергии для нагревания воды от 0°C до 100°C.

2. Перевод воды при 100°C в пар состояния (кипение): Для перевода воды в пар состояние нам понадобится использовать теплоту парообразования. Теплота парообразования для воды составляет около 2,257 кДж/г. Используя эту информацию, мы можем рассчитать количество энергии, необходимое для перевода 5 кг воды в пар состояние: Q = m * L, где Q - количество энергии, m - масса воды, L - теплота парообразования.

Q = 5000 г * 2.257 кДж/г = 11,285 кДж.

Таким образом, нам потребуется 11,285 кДж энергии для перевода 5 кг воды в пар состояние.

3. Испарение воды при 100°C: Теперь мы должны рассчитать количество энергии, необходимое для испарения воды при 100°C. Для этого мы будем использовать формулу: Q = m * H, где Q - количество энергии, m - масса воды, H - теплота испарения.

Теплота испарения для воды составляет около 40.7 кДж/г.

Q =