Какое количество энергии нужно затратить, чтобы воду массой 5 кг, взя тую при температуре 0 °С, довести до кипения и испарить её?

Для того чтобы определить общее количество энергии, необходимое для нагрева воды от 0 °C до точки кипения (100 °C) и дальнейшего её испарения, необходимо учитывать два этапа: нагревание и испарение.

1. Нагревание воды: Для нагрева воды можно использовать формулу: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где:

   • \( Q_1 \) — количество теплоты, необходимое для нагрева,
   • \( m \) — масса воды (5 кг),
   • \( c \) — удельная теплоемкость воды (около 4,18 кДж/(кг·°C)),
   • \( \Delta T \) — изменение температуры (100 °C - 0 °C = 100 °C).

   Подставим значения: \[ Q_1 = 5 \, \text{кг} \cdot 4,18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 100 \, \text{°C} = 2090 \, \text{кДж}. \]

2. Испарение воды: Для расчета энергии, необходимой для испарения, используется формула: \[ Q_2 = m \cdot L, \] где:

   • \( Q_2 \) — количество теплоты, необходимое для испарения,
   • \( L \) — удельная теплота парообразования воды (около 2260 кДж/кг).

   Подставим значения: \[ Q_2 = 5 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} = 11300 \, \text{кДж}. \]

3. Общее количество энергии: Теперь сложим обе составляющие: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 2090 \, \text{кДж} + 11300 \, \text{кДж} = 13490 \, \text{кДж}. \]

Таким образом, для того чтобы довести 5 кг воды от 0 °C до кипения и испарить её, нужно затратить 13490 кДж энергии.