5. Какое количество теплоты потребуется для обращения в пар 120 грамм воды, взятой при температуре 28°C ?
Чтобы найти количество теплоты, необходимое для обращения в пар 120 граммов воды, нам нужно использовать формулу, учитывающую как нагрев воды до точки кипения, так и трансформацию самой воды в пар.
Нагрев воды до 100°C: Сначала мы нагреваем воду от 28°C до 100°C. Для этого используем формулу:
\[ Q_1 = mc\Delta T \]
где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты, необходимое для нагрева,
- \( m \) — масса воды (0,120 кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость воды (приблизительно 4200 Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (100°C - 28°C = 72°C).
Подставим значения:
\[ Q_1 = 0,120 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 72 \, \text{°C} = 0,120 \times 4200 \times 72 \]
\[ Q_1 \approx 40320 \, \text{Дж} \]
Парообразование: Затем мы учитываем количество теплоты, необходимое для превращения 100°C воды в пар:
\[ Q_2 = mL \]
где:
- \( L \) — скрытая теплота парообразования воды (приблизительно 2260 кДж/кг или 2260000 Дж/кг).
Подставим значения:
\[ Q_2 = 0,120 \, \text{кг} \times 2260000 \, \text{Дж/кг} = 271200 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты: Теперь складываем обе части:
\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 40320 \, \text{Дж} + 271200 \, \text{Дж} = 311520 \, \text{Дж} \]
Таким образом, для превращения 120 граммов воды при температуре 28°C в пар потребуется около 311520 Дж тепла.
