Какая масса пара будет впущена в воду, чтобы нагреть 3 литра воды с 180°C до 100°C? (Известно, что удельная теплота

Тема: Нагревание воды и парообразование

Пояснение:

Для решения этой задачи, нам нужно использовать формулу для расчета теплового эффекта.

Первым шагом, мы должны вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания 3 литров воды с 180°C до 100°C. Мы будем использовать следующую формулу:

Q1 = m * c * ΔT

где Q1 - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Чтобы найти массу воды, нам сначала нужно преобразовать объем в литрах в массу в килограммах, используя плотность воды:

m = ρ * V

где m - масса воды, ρ - плотность воды, V - объем воды.

После этого, вторым шагом, мы должны вычислить количество теплоты, необходимое для парообразования массы воды, которая была нагрета до 100°C. Мы будем использовать следующую формулу:

Q2 = m * Lv

где Q2 - количество теплоты, m - масса воды, Lv - удельная теплота парообразования воды.

Наконец, общее количество теплоты равно сумме Q1 и Q2, так как эти процессы происходят последовательно:

Qобщ = Q1 + Q2

С помощью этих формул и данных из условия задачи, мы сможем решить задачу.

Доп. материал:

Найдем массу пара, которая будет впущена в воду:

1. Вычисляем массу воды:

m = ρ * V = 1000 кг/м³ * 3 л = 3000 г = 3 кг

2. Вычисляем количество теплоты для нагревания воды:

Q1 = m * c * ΔT = 3 кг * 4200 Дж/кг * (100°C - 180°C) = -2268000 Дж

3. Вычисляем количество теплоты для парообразования:

Q2 = m * Lv = 3 кг * 2.3 * 10^6 Дж/кг = 6900000 Дж

4. Общее количество теплоты:

Qобщ = Q1 + Q2 = -2268000 Дж + 6900000 Дж = 4632000 Дж

Таким образом, масса пара, которая будет впущена в воду, составляет 4632 кг.

Совет:

Для лучшего понимания темы, рекомендуется запомнить основные формулы, значения удельной теплоты парообразования и удельной теплоемкости воды. Также полезно обратить внимание на использование правильных единиц измерения и правильный расчет изменения температуры.

Задание для закрепления:
Какая масса пара будет впущена в воду, чтобы нагреть 5 литров воды с 200°C до 150°C? Дано: удельная теплота парообразования воды 2.5 · 10^6 Дж/кг, удельная теплоемкость воды 4186 Дж/кг · °C, плотность воды 1000 кг/м³. Ответ округлите до ближайшего целого числа.

Тема вопроса:
Расчет количества пара, необходимого для нагрева воды с заданной температурой до другой заданной температуры.

Описание:
Для решения этой задачи необходимо использовать два этапа: первый - нагрев воды до точки кипения, а второй - превращение всей нагретой воды в пар.

1. Рассчитаем количество теплоты, требующееся для нагрева воды до точки кипения:
Для этого воспользуемся формулой: Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
Подставляя известные значения, получаем:
Q1 = m * c * ΔT1,
где Q1 - количество теплоты для нагрева воды до точки кипения, ΔT1 = (100°C - 180°C) = -80°C.

2. Рассчитаем количество теплоты, необходимое для превращения всей нагретой воды в пар:
Для этого воспользуемся формулой: Q = m * L,
где Q - количество теплоты, m - масса воды, L - удельная теплота парообразования.
Подставляя известные значения, получаем:
Q2 = m * L,
где Q2 - количество теплоты для превращения воды в пар.

3. Общее количество теплоты, необходимое для нагрева и превращения воды в пар:
Q = Q1 + Q2.

4. Количество пара можно определить обратившись к плотности пара (ρ = 1000 кг/м3):
масса пара = V * ρ,
где V - объем пара (равный объему нагретой воды).

Например:
Масса пара, необходимого для нагрева 3 литров (3кг) воды с 180°C до 100°C:
1. Расчет количества теплоты для нагрева воды до точки кипения:
Q1 = m * c * ΔT1 = 3000 г * 4200 Дж/г*°C * -80°C = -1008000000 Дж.

2. Расчет количества теплоты для превращения воды в пар:
Q2 = m * L = 3000 г * 2.3 * 10^6 Дж/г = 6900000000 Дж.

3. Общее количество теплоты:
Q = Q1 + Q2 = -1008000000 Дж + 6900000000 Дж = 5892000000 Дж.

4. Объем пара (равный объему нагретой воды):
V = 3 л = 3 кг.

5. Масса пара:
масса пара = V * ρ = 3 кг * 1000 кг/м3 = 3000 г.

Таким образом, для нагрева 3 литров воды с 180°C до 100°C потребуется 3000 г пара.

Совет:
Для более легкого понимания данной темы, рекомендуется ознакомиться с принципом считывания подобных задач и закрепить материал на примерах, выполняя аналогичные задания.

Упражнение:
Укажите массу пара, которая будет необходима для нагрева 5 литров воды с 50°C до 100°C. (Используйте известные значения: удельная теплоемкость воды - 4200 Дж/кг·°C, удельная теплота парообразования - 2,3 · 106 Дж/кг, плотность воды - 1000 кг/м3)