Какое количество теплоты необходимо, чтобы 3 л воды при 20 °С довести до кипения и полностью испарить? Потерями тепла пренебречь. Ответ запишите в кДж. Температура кипения воды…

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева 3 л воды до 100 °С и полного её испарения, нам нужно выполнить два шага:

1. Нагрев воды от 20 °С до 100 °С.
2. Испарение получившейся воды при 100 °С.

Шаг 1: Нагрев воды

Мы знаем, что:

• Объем воды = 3 л = 3000 см³
• Плотность воды = 1,0 г/см³, значит масса воды \( m = 3000 \, \text{г} = 3 \, \text{кг} \)
• Удельная теплоёмкость воды \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг·°С)} \)
• Температура начала нагрева \( T_1 = 20 \, °С \)
• Температура конца нагрева \( T_2 = 100 \, °С \)

Используем формулу: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1) \]

Подставим значения: \[ Q_1 = 3 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°С)} \cdot (100 \, °С - 20 \, °С) \] \[ Q_1 = 3 \cdot 4200 \cdot 80 = 1008000 \, \text{Дж} \]

Шаг 2: Испарение воды

Теперь рассчитываем количество теплоты, необходимое для испарения воды:

• Удельная теплота парообразования воды \( L = 2,3 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг} \)

Используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L \]

Подставим значения: \[ Q_2 = 3 \, \text{кг} \cdot 2,3 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 = 6,9 \cdot 10^6 \, \text{Дж} \]

Общая теплота

Теперь складываем полученные значения, чтобы найти общее количество теплоты: \[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 1008000 \, \text{Дж} + 6900000 \, \text{Дж} = 7908000 \, \text{Дж} \]

Переведем в кДж: \[ Q_{total} = \frac{7908000 \, \text{Дж}}{1000} = 7908 \, \text{кДж} \]

Таким образом, для нагрева 3 л воды при 20 °С до кипения и полного её испарения потребуется 7908 кДж теплоты.