Чтобы найти количество энергии, необходимое для обращения в пар ртути массой 65 граммов при температуре 28°C, необходимо учитывать два этапа: нагрев ртути до температуры кипения, а затем ее парообразование.
- Нагрев ртути до температуры кипения:
Для этого используем формулу:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
Где:
- \( Q_1 \) – количество тепла, необходимое для нагрева,
- \( m \) – масса ртути (в кг),
- \( c \) – удельная теплоемкость ртути (120 Дж/кг·°С),
- \( \Delta T \) – изменение температуры (в °С).
Первым делом преобразуем массу из граммов в килограммы:
\[ m = 65 \text{ г} = 0.065 \text{ кг} \]
Изменение температуры:
\[ \Delta T = T_{\text{кипения}} - T_{\text{начальная}} = 357 °C - 28 °C = 329 °C \]
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q_1 = 0.065 \text{ кг} \cdot 120 \text{ Дж/кг·°С} \cdot 329 °C \]
\[ Q_1 = 0.065 \cdot 120 \cdot 329 \approx 2 577.4 \text{ Дж} \]
- Парообразование:
Теперь рассчитываем количество тепла, необходимое для парообразования ртути:
\[ Q_2 = m \cdot L \]
Где:
- \( Q_2 \) – количество тепла для парообразования,
- \( L \) – удельная теплота парообразования (285000 Дж/кг).
Теперь подставим значения:
\[ Q_2 = 0.065 \text{ кг} \cdot 285000 \text{ Дж/кг} \]
\[ Q_2 \approx 18 525 \text{ Дж} \]
- Общее количество энергии:
Теперь сложим оба количества тепла, чтобы найти общее количество энергии:
\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 2 577.4 \text{ Дж} + 18 525 \text{ Дж} \approx 21 102.4 \text{ Дж} \]
Преобразуем в килоДжоули:
\[ Q_{\text{общ}} \approx 21.1 \text{ кДж} \]
Округляя до целого числа, получаем:
Ответ: 21 кДж.