Question

Какое количество теплоты требуется для превращения воды массой 2 кг. взятой при температуре 20° в пар.

Answer 1

Q кипения= m*L, где L-удельная теплота парообразования, m-масса воды

Q нагревания= m*c*dT, где с-удельная теплоёмкость воды, dT-изменение температур-разность между температурой кипения и исходной температурой

Общее кол-во энергии будет равно:

Q общ=Q кипен +Qнагреван = m*(L+ c*dT)

Q общ= 2*(2,3*10^6 + 4200*80)=5272000 Дж

Answer 2

Для вычисления количества теплоты, необходимого для превращения воды в пар, мы должны учитывать два процесса: нагревание воды до точки кипения и испарение воды. Для каждого процесса используется различное количество теплоты.

1. Нагревание воды до точки кипения: Сначала нам нужно нагреть воду до её температуры кипения. Для этого используем уравнение теплового равновесия:

Q1 = m * c * ΔT,

где: Q1 - количество теплоты, масса воды, m - масса воды (2 кг), c - удельная теплоемкость воды (обычно принимается 4 186 Дж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры (от 20°C до температуры кипения).

Температура кипения воды при стандартном атмосферном давлении составляет 100°C.

ΔT = 100°C - 20°C = 80°C = 80 К.

Теперь вычислим количество теплоты Q1:

Q1 = 2 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 80 К ≈ 669 760 Дж.

2. Испарение воды: Теперь нам нужно учесть теплоту, необходимую для превращения воды при 100°C в пар при той же температуре. Это называется теплотой испарения воды (обычно обозначается как Lv).

Теплота испарения воды Lv составляет около 2 257 000 Дж/кг (при 100°C и атмосферном давлении).

Теперь вычислим количество теплоты Q2 для всего процесса испарения:

Q2 = m * Lv,

где: Q2 - количество теплоты для испарения, m - масса воды (2 кг), Lv - теплота испарения воды (2 257 000 Дж/кг).

Q2 = 2 кг * 2 257 000 Дж/кг ≈ 4 514 000 Дж.

Теперь, чтобы получить общее количество теплоты для превращения воды в пар, сложим Q1 и Q2:

Общее количество теплоты = Q1 + Q2 ≈ 669 760 Дж + 4 514 000 Дж ≈ 5 183 760 Дж.

Таким образом, для превращения 2 кг воды при 20°C в пар при 100°C потребуется около 5 183 760 Дж теплоты.