Сколько теплоты потребуется, чтобы превести воду массой 29 кг со 20 °C до кипения и превратить ее в пар? Удельная

Тема урока: Тепловые процессы в воде

Пояснение: Для решения данной задачи нужно учесть два этапа: нагревание воды до кипения и испарение воды. В первом этапе мы рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания воды с 20 °C до точки кипения. Во втором этапе мы учтем количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар.

1. Рассчитаем количество теплоты для нагревания воды. Для этого воспользуемся формулой:
Q = m * c * ΔT,
где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

Получаем:
Q1 = 29 кг * 4200 Дж/кг·°C * (100 °C - 20 °C) = 9 876 000 Дж.

2. Теперь рассчитаем количество теплоты для испарения воды. Для этого воспользуемся формулой:
Q2 = m * l,
где Q2 - количество теплоты, l - удельная теплота парообразования воды.

Получаем:
Q2 = 29 кг * 2,26 × 10^6 Дж/кг = 65 540 000 Дж.

3. Для получения общего количества теплоты, необходимой для процесса, сложим результаты первого и второго этапа:
Q = Q1 + Q2 = 9 876 000 Дж + 65 540 000 Дж = 75 416 000 Дж.

Таким образом, для превращения воды массой 29 кг с температурой 20 °C в пар, потребуется 75 416 000 Дж теплоты.

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется освоить законы термодинамики и удельные теплоемкости различных веществ. Также полезно изучить процессы фазовых переходов и удельную теплоту парообразования различных веществ.

Дополнительное упражнение: Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть 150 г воды с 10 °C до 50 °C? Удельная теплоемкость воды равна 4,18 Дж/г·°C. (Ответ должен быть в джоулях)

Содержание вопроса: Расчет теплоты
Пояснение: Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу Q = mcΔT для расчета теплоты, где Q - теплота, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость, ΔT - изменение температуры. Сначала нужно определить теплоту, требуемую для нагревания воды от 20 °C до точки кипения, используя данную формулу. Затем нужно определить теплоту, необходимую для превращения воды в пар, используя удельную теплоту парообразования. Суммируя эти две теплоты, мы получим общее количество теплоты, требующееся для данного процесса.

Демонстрация:
Дано:
Масса воды (m) = 29 кг
Изначальная температура (T1) = 20 °C
Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 дж/кг·°C
Удельная теплота парообразования воды (l) = 2,26 × 10^6 дж/кг

1. Расчет теплоты для нагревания воды:
ΔT = Температура кипения - Изначальная температура
ΔT = 100 °C - 20 °C
ΔT = 80 °C

Q1 = mcΔT
Q1 = 29 кг x 4200 дж/кг·°C x 80 °C
Q1 = 9 456 000 дж

2. Расчет теплоты для превращения воды в пар:
Q2 = ml
Q2 = 29 кг x 2,26 × 10^6 дж/кг
Q2 = 65 540 000 дж

3. Общее количество теплоты (Q):
Q = Q1 + Q2
Q = 9 456 000 дж + 65 540 000 дж
Q = 75 996 000 дж

Совет: При решении задач по теплообмену важно внимательно читать условие и правильно использовать соответствующие формулы.

Задача на проверку: Сколько теплоты потребуется, чтобы нагреть алюминиевый стержень массой 0,5 кг с 20 °C до 100 °C, если удельная теплоемкость алюминия равна 900 дж/кг·°C?