Чтобы рассчитать затраченное количество теплоты для получения пара из жидкости массой 200 г при температуре кипения, нам необходимо учесть несколько этапов процесса:
- Нагрев жидкости до температуры кипения.
- Парообразование при температуре кипения.
Этап 1: Нагрев жидкости до температуры кипения.
Сначала определим, сколько теплоты необходимо затратить на нагрев жидкости с начальной температуры 28°C до температуры кипения 78°C.
Формула для расчета количества теплоты (Q) при нагревании:
[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ]
где:
- ( m = 0,2 ) кг (масса жидкости, 200 г = 0,2 кг),
- ( c = 2400 ) Дж/(кг•°C) (удельная теплоемкость жидкости),
- ( \Delta T = T_{\text{конечная}} - T_{\text{начальная}} = 78°C - 28°C = 50°C ).
Теперь подставим значения в формулу:
[ Q_1 = 0,2 , \text{кг} \cdot 2400 , \text{Дж/(кг•°C)} \cdot 50 , \text{°C} ]
[ Q_1 = 0,2 \cdot 2400 \cdot 50 = 24000 , \text{Дж}. ]
Этап 2: Парообразование при температуре кипения.
Теперь вычислим количество теплоты, необходимое для парообразования. Используем следующую формулу:
[ Q_2 = m \cdot L ]
где:
- ( L = 9,0 \cdot 10^6 ) Дж/кг (удельная теплота парообразования).
Подставим значения:
[ Q_2 = 0,2 , \text{кг} \cdot 9,0 \cdot 10^6 , \text{Дж/кг} ]
[ Q_2 = 0,2 \cdot 9,0 \cdot 10^6 = 1800000 , \text{Дж}. ]
Общее количество теплоты:
Теперь сложим оба расчета, чтобы найти общее затраченное количество теплоты:
[ Q_{\text{общее}} = Q_1 + Q_2 = 24000 , \text{Дж} + 1800000 , \text{Дж} ]
[ Q_{\text{общее}} = 1824000 , \text{Дж}. ]
Округляя до десятых, получаем:
[ Q_{\text{общее}} \approx 1824000,0 , \text{Дж}. ]
Таким образом, затраченное количество теплоты для получения пара из жидкости составляет приблизительно 1824000,0 Дж.
