Какое количество теплоты необходимо сообщить воде массой 10 г, взятой при температуре 0 градусов, для того что бы нагреть её до температуры кипения и испарить?
Для решения задачи нужно рассмотреть два этапа: нагрев воды от 0 °C до 100 °C и последующее испарение воды при 100 °C.
Нагрев воды до 100 °C. Для этого используем формулу: \[ Q_1 = mc\Delta T, \] где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты, необходимое для нагрева,
- \( m \) — масса воды (10 г = 0.01 кг),
- \( c \) — теплоемкость воды (для воды \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (100 °C - 0 °C = 100 °C).
Подставляем значения: \[ Q_1 = 0.01 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \times 100 \, °C = 4200 \, \text{Дж}. \]
Испарение воды. Для этого используем формулу: \[ Q_2 = mL, \] где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты, затрачиваемое на испарение,
- \( L \) — удельная теплота парообразования для воды (около \( 2.26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \)).
Подставляем значения: \[ Q_2 = 0.01 \, \text{кг} \times 2.26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 22600 \, \text{Дж}. \]
Общее количество теплоты: \[ Q = Q_1 + Q_2 = 4200 \, \text{Дж} + 22600 \, \text{Дж} = 26800 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, для нагрева 10 г воды от 0 °C до температуры кипения и ее последующего испарения необходимо сообщить 26800 Дж тепла.
