Question

На газовой плите испаряют воду массой 3 кг, имеющую температуру 25 °С. Газ какой массы нужно для этого сжечь? Потери энергии не учитывать. Удельная теплота сгорания газа44МДж/кг, удельная теплоёмкость воды равна 4200 Дж/(кг °С), удельная теплотапарообразования воды 2,3 МДж/кг.​

Answer 1

Исползуем формулу:
Q=Q1+Q2,эту формулу используем потому что, нужно кипетить воду и еще превращать его паровое состояние
Q1=cm(t-t0)
Q2=rm
решение:
Q1=4200Дж/кг*С*2кг*(100°С-40°С)=504кДж
Q2=2.3*10^6Дж/кг*2кг=4.6*10^6Дж=4600кДж
Q=504кДж+4600кДж=5004кДж=5МДж

Answer 2

Для решения этой задачи нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагревания воды до точки кипения, испарения воды и нагрева полученного пара до температуры в комнате.

1. Нагрев воды до точки кипения: Q1 = m * c * ΔT, где m = 3 кг (масса воды), c = 4200 Дж/(кг °С) (удельная теплоемкость воды), ΔT = 100 °С (разница в температуре от начальной температуры до точки кипения).

Q1 = 3 кг * 4200 Дж/(кг °С) * 100 °С = 1 260 000 Дж.

2. Испарение воды: Q2 = m * Lv, где Lv = 2,3 МДж/кг (удельная теплота парообразования).

Q2 = 3 кг * 2,3 МДж/кг = 6 900 000 Дж.

3. Нагрев пара до комнатной температуры: Q3 = m * c * ΔT, где ΔT = 25 °С (разница в температуре от точки кипения до комнатной температуры).

Q3 = 3 кг * 4200 Дж/(кг °С) * 25 °С = 315 000 Дж.

Общее количество теплоты, необходимое для испарения 3 кг воды, равно: Q_total = Q1 + Q2 + Q3 = 1 260 000 Дж + 6 900 000 Дж + 315 000 Дж = 8 475 000 Дж.

Теплота сгорания газа составляет 44 МДж/кг. Чтобы найти массу газа, которую нужно сжечь, используем соотношение: Q_total = m_gas * Q_combustion, где m_gas - масса газа, Q_combustion - удельная теплота сгорания газа.

m_gas = Q_total / Q_combustion = 8 475 000 Дж / (44 МДж/кг) = 192,613 кг (округленно до трёх знаков после запятой).

Таким образом, для испарения 3 кг воды нужно сжечь около 192,613 кг газа.