Скільки теплоти потрібно передати воді масою 2.6 кг, щоб підвищити її температуру з 30 до 100 °C і перетворити половину

Тема: Теплота и фазовые переходы вещества

Пояснение:
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится использовать формулу для расчета теплоты:

Q = m * c * ΔT,

где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры.

Сначала нужно вычислить теплоту, необходимую для изменения температуры воды. Для этого мы используем удельную теплоемкость воды, которая составляет приблизительно 4.18 Дж/(г·°C).

Q1 = m * c * ΔT1,

где m = 2.6 кг, c = 4.18 Дж/(г·°C), ΔT1 = 100°C - 30°C = 70°C.

Q1 = 2.6 кг * 4.18 Дж/(г·°C) * 70°C,

Q1 ≈ 782.36 кДж.

Затем мы должны рассчитать теплоту, необходимую для превращения половины воды в пар. Для этого мы используем удельную теплоту парообразования воды, которая составляет 2257 Дж/г.

Q2 = (m/2) * L,

где m = 2.6 кг, L = 2257 Дж/г.

Q2 = (2.6 кг / 2) * 2257 Дж/г,

Q2 ≈ 2941.1 кДж.

Общая теплота Q, которую нужно передать воде, будет равна сумме Q1 и Q2:

Q = Q1 + Q2,

Q ≈ 782.36 кДж + 2941.1 кДж,

Q ≈ 3723.46 кДж.

Чтобы нарисовать этот процесс на графике, мы можем использовать оси, где по горизонтальной оси откладывается изменение температуры от 30 до 100°C, а по вертикальной оси откладывается полученная теплота.

Например:
У нас есть вода массой 2.6 кг, и мы хотим узнать, сколько теплоты нужно передать воде для повышения ее температуры с 30 до 100°C и для превращения половины воды в пар. Рассчитайте это значение и нарисуйте процесс на графике.

Совет:
Перед расчетом убедитесь, что вы правильно измерили массу вещества и имеете актуальные значения удельной теплоемкости и удельной теплоты парообразования для данного вещества. Не забывайте использовать правильные единицы измерения и при необходимости переводить их.

Закрепляющее упражнение:
У вас есть вода массой 1.5 кг. Какая теплота потребуется для изменения ее температуры с 20 до 50°C и превращения 30% воды в пар? Нарисуйте этот процесс на графике.