Яку кількість теплоти необхідно витратити для закип ятку 1,28 кг води, яку було взято за температури 5,9°C

Теплота першого закону термодинаміки: Ця задача вимагає розрахунку теплоти, яка необхідна для закипання води, з урахуванням випаровування. Для цього ми можемо розбити задачу на кілька етапів.

1. Розрахунок теплоти для нагрівання води до точки кипіння:
Спочатку нам потрібно знайти теплоту, яка необхідна для нагрівання води до точки кипіння. Формула для розрахунку теплоти Q:
Q = m * c * ΔT, де m - маса, c - питома теплоємність, ΔT - зміна температури.

m = 1,28 кг (маса води)
c = 4200 Дж/(кг∙°С) (питома теплоємність води)
ΔT = 100 °С (зміна температури від 5,9 °С до точки кипіння)

Q1 = m * c * ΔT
Q1 = 1,28 кг * 4200 Дж/(кг∙°С) * (100 °С - 5,9 °С)

2. Розрахунок теплоти випаровування води:
Тепер нам потрібно знайти теплоту випаровування води. Формула для розрахунку теплоти Q:
Q = m * Л, де m - маса, Л - питома теплота випаровування.

m = 865,5 г (маса випарованої води)
Л = 2300000 Дж/кг (питома теплота випаровування води)

Q2 = m * Л
Q2 = 865,5 г * 2300000 Дж/кг

3. Розрахунок теплоти для нагрівання алюмінієвої каструлі:
Температура алюмінієвої каструлі не змінюється, тому ми не маємо зміни температури і тут.
Формула для розрахунку теплоти Q:
Q = m * c * ΔT, де m - маса, c - питома теплоємність, ΔT - зміна температури.

m = 1652,38 г (маса алюмінієвої каструлі)
c = 920 Дж/(кг∙°С) (питома теплоємність алюмінію)
ΔT = 0 °С (зміна температури)

Q3 = m * c * ΔT
Q3 = 1652,38 г * 920 Дж/(кг∙°С) * 0 °С

4. Загальна теплота:
Теплоту для всіх трьох етапів можна додати, щоб отримати загальну теплоту.

Загальна теплота (Q) = Q1 + Q2 + Q3

Підставте значення, які були знайдені у попередніх кроках.

Предмет вопроса: Расчет количества тепла для закипания воды в алюминиевой кастрюле

Описание: Для решения данной задачи мы должны учесть три фактора: количество теплоты для нагревания воды до точки кипения, количество теплоты для превращения воды в пар, и количество теплоты для нагревания алюминиевой кастрюли.

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты для нагревания воды до точки кипения:
Масса воды: 1,28 кг
Изначальная температура воды: 5,9°C
Температура кипения: 100°C
Питомая теплоемкость воды: 4200 Дж/(кг∙°С)

Для этого используем формулу:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты, m - масса воды, c - питомая теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры

ΔT = Температура кипения - Изначальная температура
ΔT = 100 - 5,9 = 94,1°C

Q = 1,28 кг * 4200 Дж/(кг∙°С) * 94,1°C = 540288 Дж

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар:
Масса испарившейся воды: 865,5 г
Питомая теплота испарения воды: 2300000 Дж/кг

Для этого используем формулу:
Q = m * L
где Q - количество теплоты, m - масса испарившейся воды, L - питомая теплота испарения воды

Q = 865,5 г * 2300000 Дж/кг = 1992150000 Дж

Шаг 3: Рассчитаем количество теплоты для нагревания алюминиевой кастрюли:
Масса алюминиевой кастрюли: 1652,38 г
Питомая теплоемкость алюминия: 920 Дж/(кг∙°С)

Для этого используем формулу:
Q = m * c * ΔT
где Q - количество теплоты, m - масса алюминиевой кастрюли, c - питомая теплоемкость алюминия, ΔT - изменение температуры

ΔT = Температура кипения - Изначальная температура
ΔT = 100 - 5,9 = 94,1°C

Q = 1652,38 г * 920 Дж/(кг∙°С) * 94,1°C = 144630144,52 Дж

Суммируем все три значения теплоты:
Общее количество теплоты = Q1 + Q2 + Q3
Общее количество теплоты = 540288 Дж + 1992150000 Дж + 144630144,52 Дж = 2139746432,52 Дж

Ответ: Необходимо потратить 2139746432,52 Дж теплоты для закипания 1,28 кг воды, взятой при температуре 5,9°C, в алюминиевой кастрюле массой 1652,38 г, учитывая испарение 865,5 г воды.

Совет: Для лучшего понимания данного расчета, рекомендуется изучить понятия питомой теплоемкости вещества, питомой теплоты испарения и применение этих понятий при решении задач. Также можно изучить законы термодинамики и их применение к данным задачам.

Задание для закрепления: Рассчитайте количество теплоты, необходимое для закипания 2,5 кг воды, взятой при температуре 20°C, в стальной кастрюле массой 1500 г, учитывая испарение 500 г воды. Питомая теплоемкость воды равна 4186 Дж/(кг∙°С), питомая теплоемкость стали равна 500 Дж/(кг∙°С), а питомая теплота испарения воды равна 2257000 Дж/кг.