Скільки водяної пари при температурі 100°С треба ввести в посудину з водою, щоб нагріти її від 20 до 70°С? Маса води 5 кг.

Для розв'язання цієї задачі скористаємося формулою кількості тепла, яке необхідно передати: Q = m*c*ΔT Де: Q - кількість тепла m - маса речовини (води в цьому випадку) c - теплоємність речовини (води) ΔT - зміна температури Дано: m = 5 кг, ΔT = 70 - 20 = 50 °C (зміна температури), теплоємність води c = 4200 Дж/(кг*°C) (приблізно для води). Спочатку обчислимо кількість тепла, яка необхідна для підігріву води від 20 до 100 °C: Q1 = 5 кг * 4200 Дж/(кг*°C) * 50 °C = 1 050 000 Дж Тепер знайдемо кількість тепла, яка потрібна для перегріву води до парoвої фази при 100 °C: Q2 = 5 кг * 2260 000 Дж/кг = 11 300 000 Дж Отримавши пару води, ми знайдемо кількість тепла, необхідну для переходу від жидкого стану до пари: Q3 = m*Lv, де Lv - теплота пароутворення для води, близько 2260 кДж/кг Q3 = 5 кг * 2260 кДж/кг = 11 3000 кДж Підсумкова кількість тепла, яке потрібно, щоб нагріти воду від 20 до 100 °C, перегріти її до 100 °C та перетворити на водяну пару буде: Q = Q1 + Q2 + Q3 = 1 050 000 Дж + 11 300 000 Дж + 11 3000 кДж = 23 750 000 Дж Отже, для нагрівання води від 20 до 70 °C та переходу її в водяну пару при температурі 100 °C потрібно 23 750 000 Дж тепла.