Какова масса воды, если для нагревания воды, взятой при температуре 30 ºC, и ее превращения в пар использовано

Содержание: Расчет массы воды и использование удельной теплоты парообразования

Разъяснение: Для решения этой задачи мы должны использовать принцип сохранения энергии. Нам дано количество теплоты, необходимое для нагревания воды и ее изменения в пар, а также удельная теплоемкость и удельная теплота парообразования.

Сначала мы должны рассчитать количество теплоты, которое требуется для нагревания воды от 30 °C до точки кипения. Для этого мы используем следующую формулу:

Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры

Затем мы должны рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар при температуре кипения. Для этого мы используем формулу:

Q2 = масса × удельная теплота парообразования

Так как сумма этих двух количеств теплоты равна 51 МДж, мы можем записать уравнение:

Q1 + Q2 = 51 МДж

Затем мы можем решить это уравнение, чтобы найти массу воды:

масса = (Q1 + Q2) / (удельная теплоемкость × изменение температуры + удельная теплота парообразования)

Вставим значения и рассчитаем:

(решение):
Q1 = масса × удельная теплоемкость × изменение температуры
Q1 = масса × 4200 Дж/(кг·°С) × (100 °C - 30 °C)

Q2 = масса × удельная теплота парообразования
Q2 = масса × 2300 кДж/кг

Составляем уравнение:
Q1 + Q2 = 51 МДж

Подставляем значения:
масса × 4200 Дж/(кг·°С) × (100 °C - 30 °C) + масса × 2300 кДж/кг = 51 МДж

Решаем уравнение относительно массы воды:
масса = 51 МДж / (4200 Дж/(кг·°С) × (100 °C - 30 °C) + 2300 кДж/кг)

(Пример использования):
Найдите массу воды, если для нагревания воды, взятой при температуре 30 ºC, и ее превращения в пар использовано 51 МДж теплоты. Удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг·°С), а удельная теплота парообразования воды равна 2300 кДж/кг. Температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении составляет 100 ºC.

(Совет): Помните, что в этой задаче необходимо использовать принцип сохранения энергии. Расчет массы воды может быть сложным, поэтому обращайте внимание на использование правильных удельных значений и единиц измерения.

(Упражнение): Сколько теплоты потребуется, чтобы нагреть 500 г воды с 20 ºC до 60 ºC? Задана удельная теплоемкость воды - 4186 Дж/(кг·°С).