Сколько энергии требуется для превращения 15 кг воды при температуре 20° в пар?

Valentinovich_6176

41

Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать формулу для расчета тепловой энергии, необходимой для превращения воды в пар. Формула выглядит следующим образом:

\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T\),

где:
\(Q\) - тепловая энергия (в джоулях),
\(m\) - масса вещества (в килограммах),
\(c\) - удельная теплоемкость (в джоулях на градус Цельсия),
\(\Delta T\) - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Чтобы найти тепловую энергию, необходимую для превращения 15 кг воды при температуре 20° в пар, нам нужно найти удельную теплоемкость воды и изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4,18 Дж/(г °C). Таким образом, в нашем случае \(c = 4,18\).

Изменение температуры (\(\Delta T\)) равно разнице между конечной и начальной температурами(-25° – 20°). В данном случае, превращение воды в пар происходит при отрицательной температуре.

Теперь мы можем подставить все значения в формулу и решить задачу:

\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T = 15 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{Дж/(г °C)} \cdot (-45 \, \text{°C})\]

\[Q = 15 \cdot 4,18 \cdot 45 \cdot (-10^3) = -282150 \, \text{Дж}\]

Таким образом, для превращения 15 кг воды при температуре 20° в пар требуется -282150 Дж тепловой энергии. Отрицательное значение означает, что энергия выделяется в окружающую среду в процессе превращения воды в пар.