Question

Какое количество энергии требуется для обращения воды массой 150 г в пар при температуре 100 градусов

Answer 1

Дано:
m=0.15 кг
t0=100 С
d(удельная теплота парообразования)=2.3*10^6 Дж/кг
Q-?
Решение:
Т.к. вода уже находится при температуре кипения, значит нужно лишь кол-во теплоты для образования пара, т.е.: Q=d*m=2.3*10^6*0.15=345 000 (Дж)
Ответ: 345 кДж.

Answer 2

Для вычисления количества энергии, необходимого для обращения воды в пар при определенной температуре, нужно учитывать не только изменение температуры, но и изменение фазы (плавление и испарение). Это можно рассчитать с использованием удельной теплоты плавления и удельной теплоты испарения.

Удельная теплота плавления (Л) - это количество теплоты, необходимое для плавления единицы массы вещества без изменения температуры. Для воды удельная теплота плавления составляет около 334 кДж/кг или 334 000 Дж/кг.

Удельная теплота испарения (Л исп) - это количество теплоты, необходимое для испарения единицы массы вещества при постоянной температуре. Для воды удельная теплота испарения при температуре 100 градусов Цельсия составляет около 2257 кДж/кг или 2 257 000 Дж/кг.

Теперь, чтобы рассчитать количество энергии, нужное для обращения 150 г воды в пар при температуре 100 градусов Цельсия, следует выполнить следующие шаги:

1. Рассчитать количество энергии, необходимое для нагревания 150 г воды до точки кипения (100 градусов Цельсия): Количество теплоты для нагревания = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры Масса воды (m) = 150 г = 0,15 кг Удельная теплоемкость воды (c) ≈ 4,186 Дж/(град °C) (приближенное значение) Изменение температуры (ΔT) = 100 °C (начальная температура 100 °C, конечная температура 0 °C)

   Количество теплоты для нагревания = 0,15 кг × 4,186 Дж/(град °C) × 100 °C ≈ 62 790 Дж

2. Рассчитать количество энергии, необходимое для испарения 150 г воды при 100 градусах Цельсия: Количество теплоты для испарения = масса × удельная теплота испарения Масса воды (m) = 150 г = 0,15 кг Удельная теплота испарения воды (Л исп) ≈ 2 257 000 Дж/кг

   Количество теплоты для испарения = 0,15 кг × 2 257 000 Дж/кг ≈ 338 550 Дж

Теперь сложим оба значения:

Общее количество энергии для обращения 150 г воды в пар при 100 градусах Цельсия ≈ 62 790 Дж + 338 550 Дж ≈ 401 340 Дж

Итак, для превращения 150 г воды при температуре 100 градусов Цельсия в пар, потребуется около 401 340 Дж энергии.