Каково количество теплоты, требуемое для превращения 2 килограммов воды при 50 градусах Цельсия в пар? Удельная

Арсений

7

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать формулу для расчета теплоты:

\(Q = mc\Delta T + mL\)

Где:
\(Q\) - количество теплоты, которое требуется;
\(m\) - масса вещества, в данном случае вода (2 кг);
\(c\) - удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг С));
\(\Delta T\) - изменение температуры, \(T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}}\);
\(L\) - удельная теплота парообразования (2,3 * 10^6 \text{ Дж/кг}).

Для начала, рассчитаем количество теплоты, которое требуется для нагрева воды до точки кипения. Для этого используем формулу:

\(Q_1 = mc\Delta T\)

Где:
\(Q_1\) - количество теплоты, необходимое для нагрева воды до точки кипения.

\(\Delta T\) в данном случае равно разности между температурой кипения воды (100 °C) и начальной температурой (50 °C).

\(\Delta T = 100 °C - 50 °C = 50 °C\)

Теперь вычислим количество теплоты, необходимое для нагрева воды до точки кипения:

\(Q_1 = 2 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг С)} \times 50 °C\)

\tab \(Q_1 = 420000 \, \text{Дж/°C} \times 50 °C\)

\tab \(Q_1 = 21000000 \, \text{Дж}\)

Далее, рассчитаем количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар. Для этого используем формулу:

\(Q_2 = mL\)

Где:
\(Q_2\) - количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар.

\(Q_2 = 2 \, \text{кг} \times 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}\)

\tab \(Q_2 = 4600000 \, \text{Дж}\)

Таким образом, общее количество теплоты, требуемое для превращения 2 килограммов воды при 50 градусах Цельсия в пар, равно сумме \(Q_1\) и \(Q_2\):

\(Q = Q_1 + Q_2\)

\(Q = 21000000 \, \text{Дж} + 4600000 \, \text{Дж}\)

\(Q = 25600000 \, \text{Дж}\)

Таким образом, для превращения 2 килограммов воды при 50 градусах Цельсия в пар, требуется 25600000 Дж теплоты.