Сколько теплоты потребуется для превращения 2 килограммов воды при 50 градусах Цельсия в пар? Удельная теплоемкость

Содержание: Теплота и фазовые переходы

Инструкция: Чтобы решить данную задачу, мы будем использовать формулу для расчета количества теплоты, необходимой для фазового перехода.

Удельная теплоемкость воды (c) составляет 4200 Дж/(кг·°C), что означает, что для нагрева одного килограмма воды на один градус Цельсия требуется 4200 Дж.

Мы хотим превратить 2 килограмма воды при 50 градусах Цельсия в пар.

Сначала посчитаем количество теплоты, необходимое для нагрева этой воды до точки кипения (100 градусов Цельсия). Для этого мы умножим массу воды на изменение температуры и удельную теплоемкость воды:

Q1 = масса воды * изменение температуры * удельная теплоемкость воды

Q1 = 2 кг * (100 градусов Цельсия - 50 градусов Цельсия) * 4200 Дж/(кг·°C)

Q1 = 2 кг * 50 градусов Цельсия * 4200 Дж/(кг·°C)

Теперь посчитаем количество теплоты, необходимое для фазового перехода из воды в пар. Для этого мы умножим массу воды на удельную теплоту парообразования:

Q2 = масса воды * удельная теплота парообразования

Q2 = 2 кг * 2,3*10^6 Дж/кг

Итого, общее количество теплоты (Q), необходимое для превращения 2 килограммов воды при 50 градусах Цельсия в пар, будет равно сумме Q1 и Q2:

Q = Q1 + Q2

Пример: Вычислим количество теплоты, необходимое для превращения 3 килограммов воды при 75 градусах Цельсия в пар.

Совет: Для лучшего понимания теплоты и фазовых переходов, рекомендуется изучать законы сохранения энергии и фазовые диаграммы вещества.

Упражнение: Сколько теплоты потребуется для изменения температуры 1 килограмма железа с 20 градусов Цельсия до 60 градусов Цельсия? Удельная теплоемкость железа составляет 460 Дж/(кг·°C).