Скільки тепла потрібно передати воді масою 2 кг, щоб підвищити її температуру з 50 до 100 градусів і перетворити

Тема: Тепловые процессы в веществе

Объяснение: Чтобы решить данную задачу, мы должны учесть два процесса: нагревание воды и ее превращение в пар. Для этого мы будем использовать формулу для расчета теплового эффекта:

Q = mcΔT

где Q - количество тепла, которое нужно передать, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Прежде чем рассчитывать, нам необходимо знать удельную теплоемкость воды (c) и воды при переходе в пар (c''). Обычно в расчетах принимают следующие значения:
c = 4.18 Дж/(г*°C)
c'' = 2.26 Дж/(г*°C)

Итак, расчеты:

1) Рассчитаем количество тепла, необходимого для нагревания воды с 50 до 100 градусов:

ΔT1 = 100 - 50 = 50 градусов

Q1 = mcΔT1 = 2 * 4.18 * 50 = 418 Дж

2) Рассчитаем количество тепла, необходимого для превращения половины воды в пар:

ΔT2 = 100 - 0 = 100 градусов (температура кипения воды)

m2 = m / 2 = 2 / 2 = 1 кг (половина массы воды)

Q2 = m2c''ΔT2 = 1 * 2.26 * 100 = 226 Дж

3) Общее количество тепла, необходимого для решения задачи:

Q = Q1 + Q2 = 418 + 226 = 644 Дж

Таким образом, для поднятия температуры воды с 50 до 100 градусов и превращения половины воды в пар, необходимо передать 644 Дж тепла.

Пример использования:
Школьнику нужно рассчитать, сколько тепла нужно передать воде массой 2 кг, чтобы ее температура повысилась с 50 до 100 градусов и половина воды превратилась в пар.

Совет: Для более легкого понимания задачи, полезно запомнить значения удельной теплоемкости воды и воды при переходе в пар.

Упражнение: Сколько тепла нужно передать 500 граммам алюминия, чтобы его температура повысилась с 20 до 50 градусов?
(Удельная теплоемкость алюминия равна 0,897 Дж/(г*°C)).