Конечно! Давайте рассмотрим простую задачу по физике на тему расчета количества теплоты при изменении агрегатных состояний.
Задача:
Предположим, у нас есть 100 граммов воды, которая находится в жидком состоянии при температуре 25°C. Мы хотим узнать, сколько теплоты необходимо передать воде, чтобы она полностью превратилась в пар при температуре 100°C.
Решение:
- Этап 1: Нагрев воды от 25°C до 100°C.
Для этого этапа используем формулу для расчета теплоты, необходимой для нагрева:
[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ]
где:
- ( Q_1 ) - количество теплоты (в джоулях),
- ( m ) - масса воды (в килограммах),
- ( c ) - удельная теплоемкость воды (около 4,18 Дж/(г·°C)),
- ( \Delta T ) - изменение температуры (в градусах Цельсия).
Подставим известные значения:
- ( m = 100 , г = 0,1 , кг )
- ( c = 4,18 , Дж/(г·°C) = 4180 , Дж/(кг·°C) )
- ( \Delta T = 100°C - 25°C = 75°C )
Теперь подставим эти значения в формулу:
[
Q_1 = 0,1 , кг \cdot 4180 , Дж/(кг·°C) \cdot 75°C \
Q_1 = 0,1 \cdot 4180 \cdot 75 = 31350 , Дж
]
- Этап 2: Парообразование.
Теперь, чтобы вода превратилась в пар, необходимо добавить теплоты для парообразования. Используем формулу:
[ Q_2 = m \cdot L ]
где:
- ( L ) - скрытая теплота парообразования для воды (около 2260 Дж/г).
Подставим значения:
- ( m = 100 , г = 0,1 , кг )
- ( L = 2260 , Дж/г = 2260000 , Дж/кг )
Теперь подставляем:
[
Q_2 = 0,1 , кг \cdot 2260000 , Дж/кг = 226000 , Дж
]
- Общее количество теплоты.
Теперь сложим количество теплоты, необходимое для нагрева и для парообразования:
[
Q_{total} = Q_1 + Q_2 \
Q_{total} = 31350 , Дж + 226000 , Дж = 257350 , Дж
]
Ответ:
Таким образом, для полного превращения 100 граммов воды из жидкого состояния в пар при температуре 100°C необходимо передать 257350 джоулей теплоты.