1. Какое количество теплоты потребуется для полного испарения 200 г ртути. Начальная температура ртути 257°С?
Для расчета количества теплоты, необходимого для полного испарения ртути, необходимо учитывать две стадии:
Нагрев ртути до ее точки кипения при 356,6 °C.
Испарение ртути при этой температуре.
Нагрев ртути до точки кипения: Для этого используем формулу: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где:
- \( m \) — масса ртути (200 г = 0,2 кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость ртути (около 0,14 Дж/(г·°C) или 140 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры, которое равно \( 356,6°C - 257°C = 99,6°C \).
Подставим значения: \[ Q_1 = 0,2 \, \text{кг} \cdot 140 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 99,6 \, \text{°C} = 0,2 \cdot 140 \cdot 99,6 \approx 2787,84 \, \text{Дж} \]
Испарение ртути: Для этого используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L \] где:
- \( L \) — теплота парообразования ртути (около 293 кДж/кг).
Подставим значения: \[ Q_2 = 0,2 \, \text{кг} \cdot 293000 \, \text{Дж/кг} = 58600 \, \text{Дж} \]
Теперь сложим оба количества теплоты: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 2787,84 \, \text{Дж} + 58600 \, \text{Дж} \approx 61387,84 \, \text{Дж} \]
Таким образом, для полного испарения 200 г ртути потребуется примерно 61388 Дж (или 61,4 кДж).
