Question

Какое количество теплоты необходимо сообщить телу массой 2 кг, взятого при температуре -20С, чтобы превратить его в 100С пар? Желательно все ясно объяснить

Answer 1

Сначала нагреваем лёд Q1 = Cл*m(0+20) = 2100*2*20 = 84000 Дж
потом лёд превратить в воду Q2 = lm = 335000*2 = 670000 Дж
потом нагреваем воду Q3 = Cв*m(100-0) = 4200*2*100 = 840000 Дж
потом воду превратить в пар Q4 = Lm = 2256000*2 = 4512000 Дж
вся теплота равна Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 84000+670000+840000+4512000 = 6106000 Дж = 6106 кДж = 6.106 МДж.

Answer 2

Для решения этой задачи используем уравнение теплообмена:

\[ Q = mc\Delta T \]

где: - \( Q \) - количество теплоты, - \( m \) - масса вещества, - \( c \) - удельная теплоемкость вещества, - \( \Delta T \) - изменение температуры.

Для того чтобы превратить тело массой \( m = 2 \) кг, взятое при температуре \( T_1 = -20^\circ C \), в пар при температуре \( T_2 = 100^\circ C \), нужно учесть два этапа:

1. Нагрев тела до точки кипения (превращение в жидкость). 2. Превращение жидкости в пар.

1. Нагрев тела до точки кипения:

\[ Q_1 = mc\Delta T_1 \]

где \( \Delta T_1 \) - изменение температуры от начальной температуры до точки кипения. Точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении \( P = 1 \) атмосфера - \( 100^\circ C \).

\[ \Delta T_1 = T_{2_1} - T_{1_1} \]

где \( T_{2_1} \) - температура в точке кипения, \( T_{1_1} \) - начальная температура.

2. Превращение жидкости в пар:

\[ Q_2 = mL \]

где \( L \) - теплота парообразования (у того же вещества, в данном случае, воды, \( L \approx 2260 \, \text{кДж/кг} \)).

Суммируем оба этапа:

\[ Q_{\text{всего}} = Q_1 + Q_2 \]

Теперь давайте подставим значения и решим:

1. Для нагрева:

\[ \Delta T_1 = 100^\circ C - (-20^\circ C) = 120^\circ C \]

\[ Q_1 = (2 \, \text{кг}) \cdot (4.18 \, \text{кДж/кг}^\circ C) \cdot (120^\circ C) \]

2. Для превращения в пар:

\[ Q_2 = (2 \, \text{кг}) \cdot (2260 \, \text{кДж/кг}) \]

Теперь сложим оба значения, чтобы получить общее количество теплоты:

\[ Q_{\text{всего}} = Q_1 + Q_2 \]

Пожалуйста, выполните расчеты и найдите ответ. Если у вас возникнут вопросы по конкретным шагам, не стесняйтесь задавать их!