Сколько теплоты потребуется для нагрева 3 кг воды с начальной температурой 20 °C до кипения, и перевода 200 г воды

Sladkiy_Poni_2140

45

Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для расчета теплоты, а также данные о физических свойствах воды. Начнем!

1. Сначала нам нужно определить, сколько теплоты потребуется для нагрева 3 кг воды с начальной температурой 20 °C до кипения. Для этого мы воспользуемся формулой:

\[Q = mc\Delta T\]

Где:
- \(Q\) - количество теплоты, измеряемое в джоулях (Дж).
- \(m\) - масса вещества, измеряемая в килограммах (кг).
- \(c\) - удельная теплоемкость вещества, измеряемая в джоулях на градус Цельсия на грамм (Дж/г°С).
- \(\Delta T\) - изменение температуры, измеряемое в градусах Цельсия (°C).

У нас даны следующие значения:
- \(m = 3\) кг
- \(c\) - удельная теплоемкость воды, принимаемая равной 4.186 Дж/г°С. Это значение можно найти в таблице физических свойств воды.
- \(\Delta T\) - разница между начальной и конечной температурой. В нашем случае это \(100 - 20 = 80\) °C.

Подставим значения в формулу и рассчитаем количество теплоты:

\[Q = 3000 \, \text{г} \times 4.186 \, \text{Дж/г°С} \times 80 °С = 1,005,840 \, \text{Дж}\]

Таким образом, для нагрева 3 кг воды с начальной температурой 20 °C до кипения понадобится около 1,005,840 Дж теплоты.

2. Затем мы должны определить количество теплоты, необходимое для перевода 200 г воды в пар. Для этого мы используем формулу:

\[Q = mL\]

Где:
- \(Q\) - количество теплоты, измеряемое в джоулях (Дж).
- \(m\) - масса вещества, измеряемая в граммах (г).
- \(L\) - удельная теплота парообразования вещества, измеряемая в джоулях на грамм (Дж/г).

У нас даны следующие значения:
- \(m = 200\) г
- \(L\) - удельная теплота парообразования воды, принимаемая равной 2260 Дж/г. Это значение можно также найти в таблице физических свойств воды.

Подставим значения в формулу и рассчитаем количество теплоты:

\[Q = 200 \, \text{г} \times 2260 \, \text{Дж/г} = 452,000 \, \text{Дж}\]

Таким образом, для перевода 200 г воды в пар понадобится около 452,000 Дж теплоты.

Итак, общая теплота, необходимая для нагрева 3 кг воды с начальной температурой 20 °C до кипения, а затем перевода 200 г воды в пар, составляет около 1,457,840 Дж.