Рассчитай, какое количество теплоты затрачено, чтобы нагреть жидкость в ёмкости при температуре 20 ° С' и объёмом 1,2 л до состояния кипятка (100 ° С). После отключения…
Рассчитай, какое количество теплоты затрачено, чтобы нагреть жидкость в ёмкости при температуре 20 ° С' и объёмом 1,2 л до состояния кипятка (100 ° С). После отключения электронагревательного элемента объём жидкости уменьшился на 100 см3 Справочные данные: плотность жидкости - 1000 кг/м3. 3, удельная теплоёмкость жидкости - 4200 Дж/(кг • °С), удельная теплота парообразования жидкости - 2,3 • 106 Дж/ КГ. (Ответ округли до целых.) При автоматической проверке ответа значения физических величин подставляются в конечную формулу! Ответ. кДж.
Для решения задачи нам нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева жидкости до 100 °C, а затем учтем тепло, которое уйдет на парообразование, если полностью испаряем жидкость.
Начальные данные:
- Объем жидкости \( V = 1.2 \, \text{л} = 1.2 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 \)
- Температура начальная \( T_1 = 20 \, \text{°C} \)
- Температура конечная \( T_2 = 100 \, \text{°C} \)
- Плотность жидкости \( \rho = 1000 \, \text{кг/m}^3 \)
- Удельная теплоемкость \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг•°C)} \)
- Удельная теплота парообразования \( L = 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \)
Рассчитываем массу жидкости: \[ m = \rho V = 1000 \, \text{кг/m}^3 \times 1.2 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 = 1.2 \, \text{кг} \]
Рассчитываем количество теплоты, необходимое для нагрева от \( T_1 \) до \( T_2 \): \[ Q_1 = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1) = 1.2 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг•°C)} \times (100 - 20) \, \text{°C} \] \[ Q_1 = 1.2 \times 4200 \times 80 \] \[ Q_1 = 1.2 \times 4200 \times 80 = 403200 \, \text{Дж} \]
Теперь учтем, что после отключения электронагревательного элемента, объем жидкости уменьшился на 100 см³, то есть осталось \( 1000 \, \text{мл} - 100 \, \text{мл} = 1100 \, \text{мл} = 1.1 \, \text{л} = 1.1 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 \).
Рассчитываем массу оставшейся жидкости: \[ m' = \rho V' = 1000 \, \text{кг/m}^3 \times 1.1 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 = 1.1 \, \text{кг} \]
Количество теплоты, необходимое для превращения парообразования: \[ Q_2 = m' \cdot L = 1.1 \, \text{кг} \times 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 2530000 \, \text{Дж} \]
Общая потраченная теплота будет равна: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 403200 \, \text{Дж} + 2530000 \, \text{Дж} = 2933200 \, \text{Дж} \]
Переводим в кДж: \[ Q_{\text{total}} = \frac{2933200}{1000} = 2933.2 \, \text{кДж} \]
Ответ (округленный до целых): \[ \boxed{2933} \, \text{кДж} \]
