Question

Какое количество теплоты необходимо для превращения в стоградусный пар 500 г воды, взятой при температуре 20 °С? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг · °С? Удельная теплота парообразования 2,3*106 Дж/кг.

Answer 1

Ответ:

Весь процесс превращения воды в пар, описанный в данной задаче можно разбить на две части:

1) Нагревание воды от 20°С до температуры кипения 100°С

Количество теплоты для этого процесса рассчитывается как количество теплоты при теплопередаче: Q1=cm(t2-t1), где Q1 - количество теплоты, которое надо затратить на нагревание воды от 20 до 100°С; с- удельная теплоемкость воды (табличная величина равная 4200 Дж/кг °С); m - масса воды.

2) Процесс кипения (превращения воды в пар при постоянной температуре) Q2=rm где Q2-количество теплоты, необходимое для полного превращения в пар некоторой массы воды при температуре кипения; r - удельная теплота парообразования воды (табличная величина равная 22,6 · 10³ Дж/кг)

Общее количество теплоты Q=Q1+Q2 = cm(t2-t1)+rm

Q = m(c(t2-t1)+r)

Q= 0,5 кг · (4200 Дж/кг °С · (100°С - 20°С)+22,6 ·10³ Дж/кг) =179300 (Дж)=

179,3 кДж

Answer 2

Для решения этой задачи, нам потребуется учесть два этапа: первый этап - нагревание воды до точки кипения, а второй этап - превращение нагретой воды в пар.

1. Этап нагревания воды: Сначала мы должны нагреть 500 г (0,5 кг) воды с начальной температурой 20 °C до точки кипения (100 °C).

Количество теплоты, необходимое для нагревания воды: Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Q1 = 0,5 кг × 4200 Дж/кг·°C × (100 °C - 20 °C) Q1 = 0,5 кг × 4200 Дж/кг·°C × 80 °C Q1 = 168,000 Дж

2. Этап превращения в пар: После нагревания вода достигнет точки кипения (100 °C), и затем её нужно превратить в пар.

Количество теплоты для превращения в пар: Q2 = масса × удельная теплота парообразования Q2 = 0,5 кг × 2,3 * 10^6 Дж/кг Q2 = 1,150,000 Дж

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения 500 г воды при 20 °C в сто градусный пар, будет суммой Q1 и Q2: Общее количество теплоты = Q1 + Q2 Общее количество теплоты = 168,000 Дж + 1,150,000 Дж Общее количество теплоты = 1,318,000 Дж

Таким образом, для превращения 500 г воды при 20 °C в сто градусный пар потребуется 1,318,000 Дж теплоты.