Question

Решить задачу: Какое количество теплоты потребуется для обращения в пар 0,12 кг воды, взятой при температуре 16 градусов?

Answer 1

Решение:
Q=cm(tкип-t)+Lm
Q=4200•0,12•84+2260000•0,12=42336+271200=313536
Ответ:
Q=313536дж

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение теплового баланса:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T, \]

где: - \( Q \) - количество теплоты, - \( m \) - масса вещества (в данном случае воды), - \( c \) - удельная теплоёмкость вещества, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

Для воды удельная теплоёмкость \( c \) равна приблизительно 4,186 Дж/(град Цельсия·г). Температурное изменение \( \Delta T \) определяется разностью начальной и конечной температур.

В данном случае вода превращается в пар, что является фазовым переходом. Для фазового перехода требуется дополнительное количество теплоты, называемое теплотой парообразования (\( L \)). Для воды это значение равно приблизительно 2260 Дж/г.

Теперь давайте применим эти формулы к вашей задаче.

1. Начальная температура воды (\( T_{\text{нач}} \)): 16 градусов Цельсия. 2. Масса воды (\( m \)): 0,12 кг. 3. Удельная теплоёмкость воды (\( c \)): 4,186 Дж/(град Цельсия·г). 4. Температура, при которой вода превращается в пар (\( T_{\text{кон}} \)): это зависит от условий процесса; предположим, что вода кипит при 100 градусах Цельсия.

Тогда:

\[ \Delta T = T_{\text{кон}} - T_{\text{нач}} = 100 - 16 = 84 \, \text{град Цельсия}. \]

Теперь мы можем рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды до точки кипения:

\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T. \]

\[ Q_1 = 0,12 \, \text{кг} \cdot 4,186 \, \text{Дж/(град Цельсия·г)} \cdot 84 \, \text{град Цельсия}. \]

\[ Q_1 \approx 423,14 \, \text{кДж}. \]

Теперь добавим теплоту парообразования:

\[ Q_2 = m \cdot L, \]

\[ Q_2 = 0,12 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{Дж/г}. \]

\[ Q_2 \approx 271,2 \, \text{кДж}. \]

Теперь общее количество теплоты (\( Q_{\text{общ}} \)):

\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2. \]

\[ Q_{\text{общ}} \approx 423,14 \, \text{кДж} + 271,2 \, \text{кДж} \approx 694,34 \, \text{кДж}. \]

Таким образом, примерно 694,34 кДж теплоты потребуется для превращения 0,12 кг воды при температуре 16 градусов Цельсия в пар при температуре кипения (100 градусов Цельсия).