Для определения общего количества теплоты, необходимого для превращения жидкости в пар, нужно рассчитать два этапа:
Нагрев жидкости от начальной температуры до температуры кипения.
Парообразование при температуре кипения.
Нагрев жидкости от -20° C до 100° C:
Используем формулу для вычисления тепла:
[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ]
где:
- ( Q_1 ) — количество теплоты,
- ( m ) — масса жидкости (в кг),
- ( c ) — удельная теплоёмкость жидкости (Дж/(кг • °С)),
- ( \Delta T ) — изменение температуры (°C).
Здесь:
- ( m = 500 , \text{г} = 0,5 , \text{кг} ),
- ( c = 4200 , \text{Дж/(кг • °С)} ),
- ( \Delta T = 100 - (-20) = 120 , °C ).
Теперь подставим значения:
[ Q_1 = 0,5 , \text{кг} \cdot 4200 , \text{Дж/(кг • °C)} \cdot 120 , °C ]
[ Q_1 = 0,5 \cdot 4200 \cdot 120 ]
[ Q_1 = 252000 , \text{Дж} ]
- Парообразование:
Используем формулу:
[ Q_2 = m \cdot L ]
где:
- ( Q_2 ) — количество теплоты, необходимое для парообразования,
- ( L ) — удельная теплота парообразования (Дж/кг).
Здесь ( L = 2,3 \cdot 10^6 , \text{Дж/кг} ).
Теперь подставим значения:
[ Q_2 = 0,5 , \text{кг} \cdot 2,3 \cdot 10^6 , \text{Дж/кг} ]
[ Q_2 = 1150000 , \text{Дж} ]
- Общее количество теплоты:
Теперь сложим оба значения:
[ Q = Q_1 + Q_2 ]
[ Q = 252000 , \text{Дж} + 1150000 , \text{Дж} ]
[ Q = 1402000 , \text{Дж} ]
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 500 г жидкости из состояния -20° C в пар при 100° C, составляет 1402000 Дж (или 1402,0 кДж).
Ответ: 1402000 Дж.