На сколько масса пара превышает массу воды, если 1 кг воды, взятой при 0 градусов Цельсия, превращается в пар

Anton_1011

44

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон сохранения энергии. Первым шагом является вычисление количества теплоты, необходимого для нагревания воды до точки кипения и превращения ее в пар.

Для нагревания воды до температуры кипения потребуется тепловая энергия:

\[Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T\]

где \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры от 0 до 100 градусов Цельсия.

Масса воды равна 1 кг, поэтому \(m = 1\) кг.

Удельная теплоемкость воды \(c = 4200\) Дж/кг·°C.

Изменение температуры \(\Delta T = 100 - 0 = 100\) градусов Цельсия.

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[Q_1 = 1 \cdot 4200 \cdot 100 = 420000\) Дж.

Затем нужно вычислить теплоту парообразования для 1 кг воды:

\[Q_2 = m \cdot L\]

где \(L\) - удельная теплота парообразования.

Удельная теплота парообразования \(L = 2.3 \times 10^6\) Дж/кг.

Подставляя значения в формулу, получаем:

\[Q_2 = 1 \cdot 2.3 \times 10^6 = 2.3 \times 10^6\) Дж.

Теперь мы можем вычислить общее количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг воды в пар при 100 градусах Цельсия:

\[Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2\]

Подставляя значения, получаем:

\[Q_{\text{общ}} = 420000 + 2.3 \times 10^6 = 2.72 \times 10^6\) Дж.

Итак, общее количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг воды в пар при 100 градусах Цельсия, составляет 2.72 * \(10^6\) Дж.

Когда вода превращается в пар, ее масса не изменяется. Поэтому масса пара будет также равна 1 кг.

Чтобы найти разницу в массе между паром и водой, мы вычитаем массу воды из массы пара:

\[ \text{Масса пара} - \text{Масса воды} = 1 - 1 = 0\) кг.

Таким образом, масса пара не превышает массу воды, они равны.

Надеюсь, это объяснение решения помогло вам понять данный вопрос. Если у вас возникли еще вопросы, не стесняйтесь задавать!