Скільки теплоти необхідно, щоб перетворити 2 кг води з температурою 10°С на пару з температурою 100°С?

Содержание вопроса: Количество теплоты для испарения воды

Пояснение: Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар, мы будем использовать формулу теплового уравнения:

Q = m * L

где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - латентная теплота испарения.

В данной задаче, у нас есть 2 кг (2000 г) воды, к которой необходимо применить теплоту, чтобы перевести ее в пар. Температура начальной воды составляет 10°С, а конечная температура пара - 100°С.

Для нахождения общего количества теплоты, мы будем использовать две части: количество теплоты, необходимое для нагревания воды до точки кипения, и количество теплоты для испарения воды.

1. Количество теплоты для нагревания воды до точки кипения:
Q1 = m * c * (T2 - T1),
где Q1 - количество теплоты для нагревания, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость воды, T2 - конечная температура, T1 - начальная температура.
Удельная теплоемкость воды примерно равна 4.18 Дж/г*°С.

2. Количество теплоты для испарения воды:
Q2 = m * L,
где Q2 - количество теплоты для испарения, m - масса вещества, L - латентная теплота испарения.
Латентная теплота испарения воды примерно равна 2260 кДж/кг.

Общее количество теплоты для превращения воды в пар будет равно:
Q = Q1 + Q2

Пример:
Найдем общее количество теплоты, необходимое для перевода 2 кг воды с температурой 10°С на пар при температуре 100°С.

Решение:
1. Количество теплоты для нагревания воды:
Q1 = m * c * (T2 - T1)
= 2000 г * 4.18 Дж/г*°С * (100°С - 10°С)
= 190 000 Дж

2. Количество теплоты для испарения воды:
Q2 = m * L
= 2000 г * 2260 кДж/кг
= 4 520 000 Дж

Общее количество теплоты:
Q = Q1 + Q2
= 190 000 Дж + 4 520 000 Дж
= 4 710 000 Дж

Таким образом, для превращения 2 кг воды с температурой 10°С на пар с температурой 100°С необходимо 4 710 000 Дж теплоты.

Совет: Для лучшего понимания задачи, рекомендуется ознакомиться с определениями удельной теплоемкости и латентной теплоты испарения. Также полезно разобраться в применении уравнения для расчета теплоты.

Задание для закрепления: Сколько теплоты необходимо, чтобы превратить 3 кг воды с температурой 15°С в пар с температурой 110°С?