Question

Какое количество теплоты необходимо передать воде массой 2 кг, взятой при температуре 60°C, чтобы перевести ее в пар?

Answer 1

m=mв=mп=2 кг

t°н=60°С

t°к=100°С

Lп=2,3*10⁶ Дж/кг

св=4200 Дж/кг°С

Q-?

Для того, чтобы превратить воду в пар, для начала нужно нагреть ее до кипения, потом будет процесс конденсации, в следствии чего вода и обратится в пар

Q=Q1+Q2

Q1=cвm(t°к-t°н)

Q2=Lпm

Q=cвm(t°к-t°н)+Lпm

Q=4200*2*40+2,3*10⁶*2

Q=336*10⁴+4,6*10⁴

Q=340,6*10⁴ Дж

Answer 2

Для рассчета количества теплоты, необходимой для превращения воды в пар, нам понадобится учитывать теплоту плавления и теплоту испарения.

1. Теплота плавления: Это количество теплоты, которое необходимо для перехода воды из твердого состояния (лед) в жидкое состояние при постоянной температуре. Для воды теплота плавления равна 334 кДж/кг.

2. Теплота испарения: Это количество теплоты, которое необходимо для перехода воды из жидкого состояния в газообразное состояние при постоянной температуре и давлении. Для воды теплота испарения при нормальных условиях (100°C) составляет около 2257 кДж/кг.

Таким образом, чтобы перевести 2 кг воды при 60°C в пар, сначала нам понадобится теплота для нагревания ее до точки кипения (100°C) и теплота испарения при этой температуре.

1. Теплота для нагревания до точки кипения: Масса воды (m) = 2 кг Изменение температуры (ΔT) = 100°C - 60°C = 40°C

Теплота для нагревания = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Теплота для нагревания = 2 кг × 4.186 кДж/(кг·°C) × 40°C Теплота для нагревания = 334.88 кДж

2. Теплота испарения: Теплота испарения = масса × теплота испарения Теплота испарения = 2 кг × 2257 кДж/кг Теплота испарения = 4514 кДж

Теперь суммируем эти две величины: Общая теплота = Теплота для нагревания + Теплота испарения Общая теплота = 334.88 кДж + 4514 кДж Общая теплота = 4848.88 кДж

Таким образом, необходимо передать приблизительно 4848.88 кДж теплоты, чтобы превратить 2 кг воды при 60°C в пар.