Сколько теплоты требуется для превращения 2 килограммов воды, начальная температура которой составляет 50 градусов

Вероника

30

Чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать формулу для расчета теплоты:

\(Q = m \cdot c \cdot \Delta T + m \cdot L\)

Где:
\(Q\) - теплота (в джоулях)
\(m\) - масса вещества (в килограммах)
\(c\) - удельная теплоемкость вещества (в джоулях на градус Цельсия на килограмм)
\(\Delta T\) - изменение температуры (в градусах Цельсия)
\(L\) - удельная теплота парообразования вещества (в джоулях на килограмм)

Сначала вычислим количество теплоты, которое необходимо для нагрева воды:

\(\Delta Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T\)

где \(m = 2\) кг - масса воды, \(c = 4200\) Дж/(кг°C) - удельная теплоемкость воды и \(\Delta T = 100\) °C - изменение температуры от 50 °C до 100 °C.

\(\Delta Q_1 = 2 \cdot 4200 \cdot 100 = 840 000\) Дж

Теперь вычислим количество теплоты, которое необходимо для превращения воды в пар:

\(\Delta Q_2 = m \cdot L\)

где \(m = 2\) кг - масса воды и \(L = 2,3 \times 10^6\) Дж/кг - удельная теплота парообразования.

\(\Delta Q_2 = 2 \cdot 2,3 \times 10^6 = 4,6 \times 10^6\) Дж

Теперь сложим оба значения, чтобы получить общее количество теплоты:

\(Q_{\text{общ}} = \Delta Q_1 + \Delta Q_2\)

\(Q_{\text{общ}} = 840000 + 4,6 \times 10^6 = 5,44 \times 10^6\) Дж

Таким образом, для превращения 2 кг воды, начальная температура которой составляет 50 градусов Цельсия, в пар, требуется 5,44 × 10^6 Дж теплоты.