Question

На печь поставили кастрюлю с 3 л воды при 10 °С. Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг °C). Удельная теплота парообразования 2,3 • 10° Дж/кг. Удельная теплота сгорания древесного угля 13 • 10° Дж/кг. 1) Какое количество теплоты нужно передать воде, чтобы нагреть её до кипе- ния? 2) Какую массу древесного угля надо сжечь, чтобы испарить всю воду из ка- стрюли? Ответы округлите до целых. Ответ: 1) МДж; 2) г.

Answer 1

Ответ:

1) 126 МДж

2)53.08килограмма

Answer 2

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть две части:

1. Нагрев воды до кипения.
2. Испарение всей воды.

Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева воды до кипения:

1. Количество теплоты, необходимое для нагрева воды с начальной температурой 10°C до температуры кипения (100°C), можно вычислить с помощью формулы:

Q1 = масса воды (кг) * удельная теплоёмкость воды (Дж/(кг·°C)) * изменение температуры (°C)

Масса воды (кг) = 3 л * 1 кг/л = 3 кг Изменение температуры (°C) = 100°C - 10°C = 90°C

Q1 = 3 кг * 4200 Дж/(кг·°C) * 90°C = 1134000 Дж = 1134 кДж

Теперь вычислим количество теплоты, необходимое для испарения всей воды:

2. Количество теплоты, необходимое для испарения массы воды (3 кг) можно вычислить с помощью удельной теплоты парообразования:

Q2 = масса воды (кг) * удельная теплота парообразования (Дж/кг)

Q2 = 3 кг * (2,3 * 10^6 Дж/кг) = 6,9 * 10^6 Дж

Теперь сложим Q1 и Q2, чтобы получить общее количество теплоты, которое нужно передать воде:

Qобщ = Q1 + Q2 = 1134 кДж + 6,9 * 10^6 Дж = 6,901,134 кДж

Ответ на первый вопрос: 6,901,134 кДж.

Теперь рассчитаем массу древесного угля, которую надо сжечь, чтобы испарить всю воду из кастрюли. Удельная теплота сгорания древесного угля равна 13 * 10^6 Дж/кг.

Массу древесного угля (м) можно найти, поделив общее количество теплоты (Qобщ) на удельную теплоту сгорания:

м = Qобщ / (удельная теплота сгорания) = 6,901,134 кДж / (13 * 10^6 Дж/кг) ≈ 0,531 кг

Ответ на второй вопрос: 531 грамм (округлено до целых граммов).