Какое количество теплоты потребуется, чтобы 1 взятой при 0 °С, обратить в стоградусный пар? теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг • °C), удельна: парообразования воды — 2,3 МДж/кг.
Чтобы определить количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг воды при 0 °C в пар при 100 °C, необходимо учитывать два этапа:
- Нагрев воды от 0 °C до 100 °C.
- Парообразование (перевод воды в пар).
Шаг 1: Нагрев воды от 0 °C до 100 °C
Используем формулу для расчета количества теплоты: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где:
- \( m \) — масса (1 кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (100 °C - 0 °C = 100 °C).
Подставим значения: \[ Q_1 = 1 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 100 \, \text{°C} = 420000 \, \text{Дж} \]
Шаг 2: Парообразование
Для парообразования используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L \] где:
- \( L \) — скрытая теплота парообразования (2,3 МДж/кг = 2.3 * 10^6 Дж/кг).
Подставим значения: \[ Q_2 = 1 \, \text{кг} \cdot 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 2300000 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты
Теперь складываем количество теплоты, необходимое для нагрева и для парообразования: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{total} = 420000 \, \text{Дж} + 2300000 \, \text{Дж} = 2720000 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг воды при 0 °C в стоградусный пар, составляет 2,72 МДж.
