Для нахождения количества теплоты, необходимого для обращения воды в пар, необходимо учесть два этапа:
- Нагрев воды от начальной температуры до температуры кипения.
- Парообразование при температуре кипения.
Дадим расчёт в два этапа.
Этап 1: Нагрев воды. Используем формулу: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] где:
- \( m \) — масса воды (в килограммах),
- \( c \) — удельная теплоёмкость воды (\( 4200 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°С)} \)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (\( 100 \, \text{°С} - 15 \, \text{°С} = 85 \, \text{°С} \)).
Поскольку масса указана в граммах, переведём её в килограммы: \[ m = 112 \, \text{г} = 0.112 \, \text{кг} \]
Теперь подставим значения в формулу: \[ Q_1 = 0.112 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°С)} \cdot 85 \, \text{°С} \]
Посчитаем: \[ Q_1 = 0.112 \cdot 4200 \cdot 85 \] \[ Q_1 = 0.112 \cdot 357000 \] \[ Q_1 = 39984 \, \text{Дж} \]
Этап 2: Парообразование. Используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L \] где:
- \( L \) — удельная теплота парообразования (\( 2260000 \, \text{Дж/кг} \)).
Теперь подставим значения: \[ Q_2 = 0.112 \, \text{кг} \cdot 2260000 \, \text{Дж/кг} \]
Посчитаем: \[ Q_2 = 0.112 \cdot 2260000 \] \[ Q_2 = 253120 \, \text{Дж} \]
Общая теплота: Теперь найдём общее количество теплоты, необходимое для обращения в пар: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{\text{total}} = 39984 + 253120 \] \[ Q_{\text{total}} = 293104 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для обращения в пар воды массой 112 г, равно \( 293104 \, \text{Дж} \).