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…

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева жидкости, нужно учитывать несколько этапов:

1. Нагрев жидкости от начальной температуры до температуры кипения.
2. Испарение жидкости.

Данные:

• Объём жидкости, V = 1,2 л = 1,2 * 10^-3 м³
• Плотность жидкости, ρ = 1000 кг/м³
• Начальная температура, T1 = 20 °C
• Конечная температура ( температура кипения), T2 = 100 °C
• Удельная теплоёмкость жидкости, c = 4200 Дж/(кг • °C)
• Удельная теплота парообразования, L = 2,3 * 10^6 Дж/кг
• Уменьшение объёма после кипения = 100 см³ = 0,1 л = 0,1 * 10^-3 м³

Расчёт:

1. Определим массу жидкости. \[ m = V \cdot \rho = 1,2 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 \cdot 1000 \, \text{кг/м}^3 = 1,2 \, \text{кг} \]

2. Нагрев жидкости от 20 °C до 100 °C. Температура повышается на ΔT = T2 - T1 = 100 °C - 20 °C = 80 °C. \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T = 1,2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг • °C)} \cdot 80 \, \text{°C} \] \[ Q_1 = 1,2 \cdot 4200 \cdot 80 = 403200 \, \text{Дж} \]

3. Испарение жидкости (учтём, что объём жидкой фазы уменьшился на 0,1 л). Объём оставшейся жидкости: \[ V_{\text{оставшаяся}} = 1,2 \, \text{л} - 0,1 \, \text{л} = 1,1 \, \text{л} = 1,1 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 \] Масса оставшейся жидкости: \[ m_{\text{оставшаяся}} = V_{\text{оставшаяся}} \cdot \rho = 1,1 \times 10^{-3} \, \text{м}^3 \cdot 1000 \, \text{кг/м}^3 = 1,1 \, \text{кг} \] Количество теплоты, необходимое для испарения: \[ Q_2 = m_{\text{оставшаяся}} \cdot L = 1,1 \, \text{кг} \cdot 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 = 2530000 \, \text{Дж} \]

4. Общее количество теплоты. \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 403200 \, \text{Дж} + 2530000 \, \text{Дж} = 2933200 \, \text{Дж} \]

Переведём в кДж:

\[ Q_{\text{total}} = \frac{2933200 \, \text{Дж}}{1000} = 2933,2 \, \text{kJ} \]

Округлённый ответ: \[ \text{Ответ: } 2933 \, \text{kJ}. \]