Сколько теплоты требуется передать 100 граммам воды, которая имеет изначальную температуру 20 °C, чтобы сначала нагреть

Фея

25

Для решения данной задачи, нам понадобятся значения удельной теплоемкости воды, теплоты плавления и теплоты испарения.

1. Для нагревания воды до точки кипения мы будем использовать следующую формулу:
\(Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T\),
где \(Q_1\) - теплота, требуемая для нагревания, \(m\) - масса воды, \(c\) - удельная теплоемкость воды, \(\Delta T\) - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды составляет около 4.18 Дж/(г °C). Расчет величины изменения температуры:
\(\Delta T = T_{\text{к}} - T_1\),
где \(T_{\text{к}}\) - температура кипения воды (100 °C), \(T_1\) - начальная температура воды (20 °C).

\(\Delta T = 100 - 20 = 80 °C\).

Подставим все значения в формулу и произведем вычисления:

\(Q_1 = 100 \cdot 4.18 \cdot 80 = 33440\) Дж.

2. Далее, чтобы превратить воду в пар, мы будем использовать формулу:
\(Q_2 = m \cdot L\),
где \(Q_2\) - теплота, требуемая для испарения воды, \(L\) - теплота испарения воды.

Теплота испарения воды составляет около 2260 кДж/кг.

Переведем массу воды в килограммы:
\(m = \frac{100}{1000} = 0.1\) кг.

Подставим все значения в формулу и произведем вычисления:

\(Q_2 = 0.1 \cdot 2260 = 226\) кДж = 226000 Дж.

3. Окончательно, чтобы найти общую требуемую теплоту, сложим результаты предыдущих двух этапов:
\(Q = Q_1 + Q_2 = 33440 + 226000 = 259440\) Дж.

Таким образом, для нагревания и последующего испарения 100 грамм воды требуется 259440 Дж теплоты.