Сколько энергии необходимо затратить, чтобы испарить воду массо 500 г, взятую при температуре 20°C (Удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг °С). Удельная теплота парообразования…

Для того чтобы рассчитать, сколько энергии необходимо затратить для испарения 500 г (0,5 кг) воды, взятой при температуре 20°C, нам нужно учесть два этапа: первую часть — нагревание воды до точки кипения (100°C) и вторую часть — непосредственно процесс испарения.

1. Нагревание воды до 100°C:

Чтобы нагреть воду от 20°C до 100°C, воспользуемся формулой для расчета количества теплоты:

\[ Q_1 = mc\Delta T \]

Где:

• \( Q_1 \) — количество теплоты (Дж),
• \( m \) — масса воды (0,5 кг),
• \( c \) — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/кг °С),
• \( \Delta T \) — изменение температуры (100°C - 20°C = 80°C).

Теперь можем подставить значения:

\[ Q_1 = 0,5 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/кг °С} \times 80 \, °С \]

\[ Q_1 = 0,5 \times 4200 \times 80 = 168000 \, \text{Дж} \]

2. Пароводяная теплота при испарении:

Теперь, чтобы испарить воду, необходимо использовать удельную теплоту парообразования. Формула будет следующей:

\[ Q_2 = mL \]

Где:

• \( Q_2 \) — количество теплоты, необходимое для испарения (Дж),
• \( L \) — удельная теплота парообразования (2,3 * 10^6 Дж/кг).

Подставляем значения:

\[ Q_2 = 0,5 \, \text{кг} \times 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \]

\[ Q_2 = 0,5 \times 2300000 = 1150000 \, \text{Дж} \]

3. Общее количество энергии:

Теперь складываем две части:

\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 \]

\[ Q_{\text{общ}} = 168000 \, \text{Дж} + 1150000 \, \text{Дж} \]

\[ Q_{\text{общ}} = 1318000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, чтобы испарить 500 г воды при температуре 20°C, необходимо затратить 1318000 Дж энергии.