Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения 145 г воды при температуре 15° C в пар, необходимо учитывать несколько этапов:
Нагревание воды до температуры кипения (100° C): Для этого мы используем формулу: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta t \] где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты, нужное для нагревания,
- \( m \) — масса воды (145 г = 0,145 кг),
- \( c \) — удельная теплоёмкость воды (4200 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta t \) — изменение температуры (100° C - 15° C = 85° C).
Подставляем значения: \[ Q_1 = 0,145 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 85 \, \text{°C} \] \[ Q_1 = 0,145 \cdot 4200 \cdot 85 \] \[ Q_1 = 0,145 \cdot 357000 \] \[ Q_1 \approx 51765 \, \text{Дж} \]
Парообразование: После того как вода достигла 100° C, она начнёт превращаться в пар. Количество теплоты, необходимое для этого, рассчитывается по формуле: \[ Q_2 = m \cdot L \] где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты, нужное для парообразования,
- \( L \) — удельная теплота парообразования воды (2260000 Дж/кг).
Подставляем значения: \[ Q_2 = 0,145 \, \text{кг} \cdot 2260000 \, \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 \approx 327700 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты: Теперь сложим оба значения: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{total} = 51765 \, \text{Дж} + 327700 \, \text{Дж} \] \[ Q_{total} \approx 379465 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 145 г воды при 15° C в пар, составляет примерно 379465 Дж.