Сколько теплоты необходимо для превращения 500 г воды с температурой 0С в пар с температурой 100С? Необходимо учесть

Предмет вопроса: Теплота превращения воды в пар

Инструкция:
Для решения этой задачи нам понадобится учитывать не только собственную теплоту превращения воды в пар, но и потери энергии на нагревание окружающей среды.

Для начала, определим количество теплоты, необходимое для разогревания воды с 0°C до 100°C. Для этого воспользуемся формулой:

Q1 = m * c * ΔT,

где Q1 - количество теплоты, m - масса вещества (в данном случае вода), c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/г°C. Подставим известные значения и найдем Q1:

Q1 = 500 г * 4,18 Дж/г°C * (100°C - 0°C) = 209 000 Дж.

Теперь найдем количество теплоты, которое нужно для превращения 500 г воды при 100°C в пар при той же температуре. Для этого воспользуемся формулой:

Q2 = m * L,

где Q2 - количество теплоты, L - теплота превращения вещества (в данном случае воды в паре) и м - масса вещества.

Теплота превращения воды в пар равна 2260 кДж/кг. Переведем массу в килограммы и подставим все значения в формулу:

Q2 = 0,5 кг * 2260 кДж/кг = 1130 кДж.

Теперь учтем потери энергии на нагревание окружающего воздуха. Поскольку эти потери являются дополнительным нагревом, будем считать их равными количеству теплоты, которая была использована для нагревания воды до 100°C:

Q3 = 209 000 Дж.

Тогда общее количество теплоты, необходимое для превращения 500 г воды в пар с температурой 100°C, с учетом потерь энергии на нагревание окружающего воздуха, будет равно:

Q = Q1 + Q2 + Q3 = 209 000 Дж + 1130 кДж + 209 000 Дж = 322 130 Дж = 322,13 кДж (округляем).

Таким образом, ответ на задачу составляет 322,13 кДж.

Например:
Определите, сколько теплоты необходимо для превращения 500 г воды с температурой 0°C в пар с температурой 100°C, учитывая потери энергии на нагревание окружающего воздуха.

Совет:
Чтобы более легко понять вопросы, связанные с теплотой превращения и потерями энергии, полезно использовать известные значения удельной теплоемкости различных веществ и теплоты превращения на практике. Также важно отмечать единицы, в которых приводятся значения (Дж, кДж, г, кг), чтобы правильно выполнять расчеты и получать ответ в нужной единице измерения.

Упражнение:
Сколько теплоты необходимо для превращения 1 кг воды с температурой 10°C в пар с температурой 150°C? (Удельная теплоемкость воды - 4,18 Дж/г°C, теплота превращения воды в пар - 2260 кДж/кг). Варианты ответа: 1) 440,1 кДж 2) 516,8 кДж 3) 677,2 кДж 4) 871,2 кДж.