Сколько воды, взятой при температуре 35°С, было превращено в пар, если при этом использовалось 14600 кДж энергии?

Viktoriya

42

Дано:
Температура воды (начальная) = 35°С
Использованная энергия = 14600 кДж

Решение:
Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу для вычисления количества теплоты, необходимого для превращения воды в пар. Формула выглядит следующим образом:

Q = m * L

где:
Q - количество теплоты (энергии), выделяющееся или поглощаемое в процессе изменения агрегатного состояния вещества (в данном случае, переход воды в пар).
m - масса вещества, в данном случае вода.
L - удельная теплота парообразования, постоянная для данного вещества.

Теперь давайте определим значения для каждой переменной:
1. Удельную теплоту парообразования L для воды мы возьмем равной 2260 кДж/кг. Это значение является постоянной и характеризует количество теплоты, необходимое для превращения 1 килограмма воды в пар.
2. Массу воды m мы не знаем, но мы можем рассчитать ее, используя физическую закономерность о сохранении энергии.

Для этого мы можем использовать формулу:

Q = m * c * ΔT

где:
m - масса воды
c - удельная теплоемкость воды (постоянная для данного вещества)
ΔT - изменение температуры

Мы можем предположить, что весь переданный нам набор энергии расходуется только на нагревание воды. Тогда тепловая энергия, полученная водой, равна энергии, которая была использована для ее превращения в пар.

14600 кДж = m * c * ΔT

Удельная теплоемкость воды с составляет около 4.1855 кДж/кг°С. Разницу температур ΔT можно найти, вычитая начальную температуру из точки кипения воды. Для воды это будет 100°С.

Теперь мы можем решить уравнение для m:

m = \(\frac{14600}{4.1855 * (100-35)}\)

Выполняя вычисления, мы получим:

m ≈ \(\frac{14600}{4.1855 * 65} \approx 53.25\)

Таким образом, масса воды составляет примерно 53.25 кг.

Теперь, чтобы найти количество воды, превращенной в пар, мы можем использовать формулу Q = m * L.

Q = 53.25 * 2260 = 120.255 кДж

Таким образом, примерно 120.255 кДж энергии было использовано для превращения примерно 53.25 кг воды в пар при температуре 35°С.