Question

Рассчитайте (указав все основные шаги решения), сколько тепла потребуется, чтобы нагреть и полностью испарить некоторое количество воды. Используйте необходимые данные ниже. mводы = 2 кг своды = 2100 Дж/кг °С ρмасла = 1000 кг/м3 tначальная воды = 0 °С tкипения воды = 100 °С Lводы = 2,3 · 105Дж/кг

Answer 1

Ответ:

8.8*10^5 Дж или 5.44 МДж (читайте объяснение)

Объяснение:

Странно конечно, что 2100 и в L 5 степень, а не 6, но решим по данным значениям и по правильным....

По вашим значениям:

1) Чтобы тело испарилось, сначала нужно нагреть его до температуры кипения, значит

Q=Qнагрева+Qиспарения

2) Qнагрева=c*m*(t кипения - t)

Qнагрева=2100*2*100=420000(Дж)=4.2*10^5(Дж)

3) Qиспарения = Lm

Qиспарения=2.3*10^5*2=4.6*10^5

4) Q=10^5(4.2+4.6)=8.8*10^5 (Дж)

По правильным значениям (c=4200, L=2.3*10^6):

1) Q = $4200*2*100 + 2.3*10^6*2=840000+4.6*10^6=84*10^4+4.6*10^6=10^4(84+4.6*10^2)=5.44*10^6$(Дж)=5.44(МДж)

Answer 2

Чтобы рассчитать количество тепла, необходимого для нагрева и полного испарения данного количества воды, используем формулу:

\[Q = Q_1 + Q_2\]

где \(Q_1\) - количество тепла, необходимое для нагрева воды до температуры кипения, а \(Q_2\) - количество тепла, необходимое для испарения воды при температуре кипения.

Шаг 1: Рассчитаем количество тепла, необходимое для нагрева воды до температуры кипения.

Формула для \(Q_1\) выглядит так:

\[Q_1 = m_{\text{воды}} \times c_{\text{воды}} \times \Delta T\]

где \(m_{\text{воды}}\) = масса воды = 2 кг, \(c_{\text{воды}}\) = удельная теплоемкость воды = 2100 Дж/кг°C, \(\Delta T\) = изменение температуры.

Изначальная температура воды (\(t_{\text{начальная воды}}\)) = 0°C, Температура кипения воды (\(t_{\text{кипения воды}}\)) = 100°C.

\[\Delta T = t_{\text{кипения воды}} - t_{\text{начальная воды}} = 100°C - 0°C = 100°C\]

Теперь вычислим \(Q_1\):

\[Q_1 = 2\, \text{кг} \times 2100\, \text{Дж/кг°C} \times 100\, \text{°C} = 420000\, \text{Дж}\]

Шаг 2: Рассчитаем количество тепла, необходимое для испарения воды при температуре кипения.

Формула для \(Q_2\) выглядит так:

\[Q_2 = m_{\text{воды}} \times L_{\text{воды}}\]

где \(m_{\text{воды}}\) = масса воды = 2 кг, \(L_{\text{воды}}\) = удельная теплота испарения воды = \(2.3 \times 10^5\) Дж/кг.

Теперь вычислим \(Q_2\):

\[Q_2 = 2\, \text{кг} \times 2.3 \times 10^5\, \text{Дж/кг} = 460000\, \text{Дж}\]

Шаг 3: Сложим оба количества тепла, чтобы найти общее количество тепла (\(Q\)):

\[Q = Q_1 + Q_2 = 420000\, \text{Дж} + 460000\, \text{Дж} = 880000\, \text{Дж}\]

Таким образом, для нагрева и полного испарения 2 кг воды потребуется 880000 Дж тепла.