Условие задания. Б. Рассчитай, какое количество теплоты потребовалось, чтобы нагреть жидкость в ёмкости при температуре 12 °С и объёмом 1,8 л до состояния кипятка (100 °C). Послё…

Для решения этой задачи необходимо рассчитать количество теплоты, которое требуется для нагрева жидкости от температуры 12 °C до 100 °C, а затем учесть изменение объема жидкости при испарении.

1. Определим массу жидкости: Плотность жидкости (ρ) = 1000 кг/м³, объем жидкости (V) = 1,8 л = 0,0018 м³.

   Масса (m) жидкости рассчитывается по формуле: \[ m = V \times ρ \] Подставим известные значения: \[ m = 0,0018 \, \text{м³} \times 1000 \, \text{кг/м³} = 1,8 \, \text{кг} \]

2. Рассчитаем количество теплоты для нагрева жидкости: Удельная теплоемкость (c) жидкости = 4200 Дж/(кг °C). Нахождение количества теплоты (Q) можно выразить через формулу: \[ Q = m \times c \times \Delta T \] где:

   • \(\Delta T = 100 °C - 12 °C = 88 °C\).

   Подставляем значения в формулу: \[ Q_1 = 1,8 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг °C)} \times 88 \, \text{°C} \] \[ Q_1 = 1,8 \times 4200 \times 88 = 680640 \, \text{Дж} \]

3. Учтем уменьшение объема жидкости: Объем уменьшился на 80 см³ = 0,00008 м³. Теперь определим массу испарившейся жидкости: \[ m_{\text{испарившаяся}} = 0,00008 \, \text{м³} \times 1000 \, \text{кг/м³} = 0,08 \, \text{кг} \]

   Теперь рассчитаем количество теплоты, необходимое для парообразования этой массы: Удельная теплота парообразования (L) = \(2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}\).

   Количество теплоты (Q_2) для испарения: \[ Q_2 = m_{\text{испарившаяся}} \times L \] \[ Q_2 = 0,08 \, \text{кг} \times 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 184000 \, \text{Дж} \]

4. Общая теплоемкость: Общее количество теплоты (Q_total) составляет сумму Q_1 и Q_2: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 680640 \, \text{Дж} + 184000 \, \text{Дж} = 864640 \, \text{Дж} \]

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагрева жидкости и испарения части ее объема, составляет 864640 Дж.