Question

В чайник налили 2,5 литра воды при температуре 20°С и поставили на огонь. Вода нагрелась до 100°С и частично испарилась (осталось 2 литра). Какое количество теплоты получила вода?

Answer 1

Для решения этой задачи, нужно знать удельную теплоемкость воды и удельную теплоту испарения воды при данной температуре. Допустим, что в данной задаче будем использовать следующие значения:

1. Удельная теплоемкость воды (c) = 4,186 Дж/(г°С). Это количество теплоты, которое нужно передать одной граммовой массе воды, чтобы повысить её температуру на 1°С.

2. Удельная теплота испарения воды (L) = 2260,6 кДж/кг. Это количество теплоты, которое нужно передать одному килограмму воды при температуре кипения (100°С), чтобы превратить её в пар.

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, которое нужно, чтобы нагреть 2,5 литра воды с 20°С до 100°С:

Масса воды (m) = объем × плотность = 2,5 л × 1000 г/л = 2500 г

Теплота, которая нужна для нагревания воды: Q1 = m × c × ΔT где ΔT - изменение температуры = 100°С - 20°С = 80°С

Q1 = 2500 г × 4,186 Дж/(г°С) × 80°С = 837200 Дж

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, которое нужно, чтобы испарить часть воды:

Масса испарившейся воды (m_испар) = масса до испарения - масса после испарения m_испар = 2500 г - 2000 г = 500 г

Теплота, которая нужна для испарения воды: Q2 = m_испар × L

Q2 = 500 г × 2260,6 кДж/кг = 1130300 Дж

Общее количество теплоты, полученное водой: Q_общ = Q1 + Q2 = 837200 Дж + 1130300 Дж = 1967500 Дж

Ответ: Вода получила 1967500 Дж теплоты.