3. Какое кол-во теплоты необходимо, чтобы испарить 1 кг ртути, взятой при температуре 17 оС (температура кипения ртути 357 оС, удельная теплоемкость 140 Дж/кгоС, удельная теплота парообразования ртути 290 кДж/кг)
Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для испарения 1 кг ртути, стартуя с температуры 17 °С и доводя до её температуры кипения (357 °С), а затем испарив её, необходимо произвести два этапа вычислений:
- Нагревание ртути до температуры кипения:
Для этого этапа используется формула: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты, необходимое для нагрева,
- \( m \) — масса ртути (1 кг),
- \( c \) — удельная теплоёмкость ртути (140 Дж/кг·°С),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (357 °С - 17 °С = 340 °С).
Подставляем значения: \[ Q_1 = 1 \, \text{кг} \cdot 140 \, \text{Дж/кг·°С} \cdot 340 \, \text{°С} \] \[ Q_1 = 1 \cdot 140 \cdot 340 = 47600 \, \text{Дж} \]
- Испарение ртути:
Для этого этапа используется формула: \[ Q_2 = m \cdot L \]
где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты, необходимое для испарения,
- \( L \) — удельная теплота парообразования ртути (290 кДж/кг = 290000 Дж/кг).
Подставляем значения: \[ Q_2 = 1 \, \text{кг} \cdot 290000 \, \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 = 290000 \, \text{Дж} \]
- Общее количество теплоты:
Теперь необходимо сложить оба значения теплоты:
\[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{total} = 47600 \, \text{Дж} + 290000 \, \text{Дж} \] \[ Q_{total} = 337600 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для испарения 1 кг ртути, взятой при температуре 17 °С, составляет 337600 Дж.
