Яка кількість теплоти потрібна для перетворення 100 г води на пару? а) 23 кДж б) 2,3 МДж в) 230 кДж г) 23
Яка кількість теплоти потрібна для перетворення 100 г води на пару?
а) 23 кДж
б) 2,3 МДж
в) 230 кДж
г) 23 МДж
Яка кількість теплоти необхідна для перетворення води масою 2 кг на пару, а також для збільшення її температури від 50 до 100 °C, з половиною цієї води перетвореною на пару?
а) 0,42 МДж
б) 2,72 МДж
в) 2,3 МДж
г) 5,02 МДж
а) 23 кДж
б) 2,3 МДж
в) 230 кДж
г) 23 МДж
Яка кількість теплоти необхідна для перетворення води масою 2 кг на пару, а також для збільшення її температури від 50 до 100 °C, з половиною цієї води перетвореною на пару?
а) 0,42 МДж
б) 2,72 МДж
в) 2,3 МДж
г) 5,02 МДж
Zagadochnyy_Sokrovische 17
Для решения этой задачи я воспользуюсь формулами, связанными с понятием теплоты образования пара.а) В первом случае нам нужно найти количество теплоты, необходимое для преобразования 100 г воды в пар. Здесь нам понадобится формула:
\[Q = m \cdot L\]
где Q - количество теплоты (измеряется в Дж),
m - масса вещества (измеряется в г),
L - удельная теплота парообразования (измеряется в Дж/г).
Удельная теплота парообразования - это количество теплоты, необходимое для превращения единицы массы вещества в пар при постоянной температуре и давлении.
Значение удельной теплоты парообразования для воды составляет около 2260 Дж/г.
Подставляя известные значения в формулу, получаем:
\[Q = 100 г \cdot 2260 Дж/г = 226000 Дж = 226 кДж.\]
Выходит, что ответ а) 23 кДж неверен.
б) Ответ "2,3 МДж" также неверен, так как это значение гораздо больше полученного нами результата.
в) Ответ "230 кДж" также неверен, так как это значение гораздо больше полученного нами результата.
г) Ответ "23 МДж" также неверен, так как это значение гораздо больше полученного нами результата.
Итак, правильный ответ на первую часть задачи - а) 23 кДж.
б) Теперь рассмотрим вторую часть задачи, где нам нужно найти количество теплоты, необходимое для превращения 2 кг воды в пар и для нагрева этой воды с 50 до 100 °C, при условии, что половина этой воды превращается в пар.
Для решения этой задачи воспользуемся следующей формулой:
\[Q = Q_1 + Q_2\]
где Q - общее количество теплоты, необходимое для обоих процессов (измеряется в Дж),
Q1 - количество теплоты, необходимое для превращения массы воды в пар (измеряется в Дж),
Q2 - количество теплоты, необходимое для нагревания массы воды с заданной температуры до заданной температуры (измеряется в Дж).
Начнем с расчета Q1, используя формулу, которую мы использовали ранее:
\[Q1 = m_1 \cdot L\]
где m1 - масса воды, которая превращается в пар.
Мы знаем, что половина воды превращается в пар, поэтому m1 = 2 кг / 2 = 1 кг.
Подставляем известные значения в формулу:
\[Q1 = 1 кг \cdot 2260 Дж/г = 2260 кДж.\]
Теперь рассчитаем Q2, используя формулу для теплоты нагревания:
\[Q2 = m_2 \cdot c \cdot \Delta T\]
где m2 - масса воды, которую мы нагреваем,
c - удельная теплоемкость воды (приближенное значение равно 4,18 Дж/(г·°C)),
ΔT - изменение температуры.
Мы знаем, что масса воды, которую мы нагреваем, составляет половину от исходной массы воды, то есть m2 = 2 кг / 2 = 1 кг.
Поскольку нам нужно нагреть воду с 50 до 100 °C, ΔT = 100 °C - 50 °C = 50 °C.
Подставляем известные значения в формулу:
\[Q2 = 1 кг \cdot 4,18 Дж/(г·°C) \cdot 50 °C = 209 Дж.\]
Теперь складываем полученные значения, чтобы найти общее количество теплоты:
\[Q = 2260 кДж + 209 Дж.\]
Для удобства приведем оба значения к одной единице измерения:
\[Q = 2260 кДж + 0,209 кДж = 2260,209 кДж.\]
Правильный ответ на вторую часть задачи - а) 0,42 МДж.
б) Ответ "2,72 МДж" неверен, так как это значение гораздо больше полученного нами результата.
в) Ответ "2,3 МДж" также неверен, так как это значение больше полученного нами результата.
г) Ответ "5,02 МДж" также неверен, так как это значение гораздо больше полученного нами результата.
Итак, правильный ответ на вторую часть задачи - а) 0,42 МДж.