Question

Вода объемом 2 л налита в сосуд и имеет температуру 10 °С. а) Определите массу воды. (ρ = 1000 кг/м3) [2] b) Определите, какое количество теплоты необходимо, чтобы нагреть воду до температуры кипения. (с = 4200 Дж/(кг ∙°С)). [2] с) Вычислите, какое количество теплоты необходимо, чтобы воду превратить в пар (r = 2,3·106 Дж/кг). [2] d) Вычислите общее количество теплоты, которое было затрачено Можете решить d СРОЧНО

Answer 1

Маса води може бути обчислена, використовуючи формулу:

Маса = об'єм × густина

Маса = 2 л × 1000 кг/м³ = 2000 г або 2 кг.

б) Для нагрівання води до температури кипіння (100 °C) з температури 10 °C потрібно використати тепло-потік, який можна розрахувати за допомогою формули:

Q = маса × специфічна теплоємність × зміна температури

Q = 2 кг × 4200 Дж/(кг∙°C) × (100 °C - 10 °C) = 798,000 Дж або 798 кДж.

с) Для перетворення води в пар потрібно використати тепло-потік, який можна розрахувати за допомогою формули:

Q = маса × зміна стану × тепло-потік перетворення

Q = 2 кг × 2.3×10⁶ Дж/кг = 4.6×10⁶ Дж або 4.6 МДж.

d) Обща кількість тепла, яку потрібно затратити, щоб нагріти воду до кипіння і перетворити її в пар, дорівнює сумі кількостей тепла з пунктів б і с:

798 кДж + 4.6 МДж = 4.6 МДж + 798 кДж = 4.601 МДж або 4,601,798 кДж.

Answer 2

a) Определение массы воды

Для определения массы воды, мы можем использовать формулу:

масса = объем * плотность

В данном случае, объем воды составляет 2 литра (или 0.002 м^3), а плотность воды равна 1000 кг/м^3.

Подставляя значения в формулу, получаем:

масса = 0.002 м^3 * 1000 кг/м^3 = 2 кг

Таким образом, масса воды составляет 2 кг.

b) Определение количества теплоты для нагревания воды до температуры кипения

Для определения количества теплоты, необходимой для нагревания воды от 10 °С до температуры кипения, мы можем использовать формулу:

количество теплоты = масса * удельная теплоемкость * изменение температуры

В данном случае, масса воды составляет 2 кг, удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг∙°С), а изменение температуры составляет (100 - 10) °С.

Подставляя значения в формулу, получаем:

количество теплоты = 2 кг * 4200 Дж/(кг∙°С) * (100 - 10) °С = 800 000 Дж

Таким образом, необходимо 800 000 Дж теплоты, чтобы нагреть воду до температуры кипения.

c) Определение количества теплоты для превращения воды в пар

Для определения количества теплоты, необходимой для превращения воды в пар, мы можем использовать формулу:

количество теплоты = масса * удельная теплота парообразования

В данном случае, масса воды составляет 2 кг, а удельная теплота парообразования равна 2.3 * 10^6 Дж/кг.

Подставляя значения в формулу, получаем:

количество теплоты = 2 кг * 2.3 * 10^6 Дж/кг = 4.6 * 10^6 Дж

Таким образом, необходимо 4.6 * 10^6 Дж теплоты, чтобы превратить воду в пар.

d) Вычисление общего количества затраченной теплоты

Для вычисления общего количества затраченной теплоты, мы должны сложить количество теплоты для нагревания воды до температуры кипения и количество теплоты для превращения воды в пар.

В данном случае, количество теплоты для нагревания воды до температуры кипения составляет 800 000 Дж, а количество теплоты для превращения воды в пар составляет 4.6 * 10^6 Дж.

Складывая эти значения, получаем:

общее количество теплоты = 800 000 Дж + 4.6 * 10^6 Дж = 5.4 * 10^6 Дж

Таким образом, общее количество затраченной теплоты равно 5.4 * 10^6 Дж.

Для решения задачи d) требуется знание количества теплоты, необходимого для превращения воды в пар, чтобы продолжить расчеты. Мы уже вычислили это значение в пункте c). Поэтому общее количество теплоты, затраченное равно 5.4 * 10^6 Дж.