Question

Какое количество теплоты нужно передать 5кг воды при температуре 20C,чтобы обратить её в пар? Удельная теплоёмкость льда 2100 Дж/кг C, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг С, удельная теплота плавления льда 330 000 Дж/кг, удельная теплота параобразования воды 2 300 000 Дж/кг. ​

Answer 1

..................................

Answer 2

Расчет количества теплоты для превращения воды в пар

Для расчета количества теплоты, необходимой для превращения 5 кг воды при температуре 20°C в пар, мы можем использовать следующую формулу:

Q = m * c * ΔT

где: - Q - количество теплоты (в джоулях) - m - масса вещества (в килограммах) - c - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на килограмм на градус Цельсия) - ΔT - изменение температуры (в градусах Цельсия)

В данном случае, нам нужно учесть не только изменение температуры, но и изменение фазы вещества (плавление и испарение). Для этого мы должны разделить расчет на две части: расчет количества теплоты для нагревания воды до точки кипения и расчет количества теплоты для превращения воды в пар.

Расчет количества теплоты для нагревания воды до точки кипения

Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/кг°C Температура воды изначально равна 20°C, а точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении составляет 100°C. Следовательно, изменение температуры (ΔT) равно 100°C - 20°C = 80°C.

Теперь мы можем использовать формулу для расчета количества теплоты:

Q1 = m * c * ΔT1

где: - Q1 - количество теплоты для нагревания воды до точки кипения - m - масса воды (5 кг) - c - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг°C) - ΔT1 - изменение температуры для нагревания до точки кипения (80°C)

Подставляя значения в формулу, получаем:

Q1 = 5 кг * 4200 Дж/кг°C * 80°C = 1 680 000 Дж

Расчет количества теплоты для превращения воды в пар

Теперь нам нужно учесть изменение фазы вещества. Удельная теплота плавления льда составляет 330 000 Дж/кг а удельная теплота парообразования воды составляет 2 300 000 Дж/кг.

Для расчета количества теплоты для превращения воды в пар, мы можем использовать следующую формулу:

Q2 = m * L

где: - Q2 - количество теплоты для превращения воды в пар - m - масса воды (5 кг) - L - удельная теплота парообразования воды (2 300 000 Дж/кг)

Подставляя значения в формулу, получаем:

Q2 = 5 кг * 2 300 000 Дж/кг = 11 500 000 Дж

Общее количество теплоты

Теперь мы можем сложить оба расчета, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для превращения 5 кг воды при температуре 20°C в пар:

Q = Q1 + Q2 = 1 680 000 Дж + 11 500 000 Дж = 13 180 000 Дж

Таким образом, чтобы превратить 5 кг воды при температуре 20°C в пар, необходимо передать около 13 180 000 Дж теплоты.

Примечание

Удельная теплоемкость льда, удельная теплоемкость воды и удельная теплота плавления льда, указанные в поисковых результатах, не соответствуют другим источникам. Поэтому, для расчета были использованы значения, приведенные в поисковых результатах.