Чтобы определить количество энергии, необходимое для превращения воды массой 0,4 кг при температуре 20 °C в пар при температуре 100 °C, нужно учесть два этапа: нагревание воды до 100 °C и последующее парообразование.
- Нагревание воды:
Для этого используем формулу:
[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ]
где:
- ( Q_1 ) — количество теплоты, необходимое для нагревания,
- ( m ) — масса воды (0,4 кг),
- ( c ) — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C)),
- ( \Delta T ) — изменение температуры (100 °C - 20 °C = 80 °C).
Подставим данные:
[ Q_1 = 0,4 , \text{кг} \cdot 4200 , \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 80 , °C ]
[ Q_1 = 0,4 \cdot 4200 \cdot 80 ]
[ Q_1 = 134400 , \text{Дж} ]
- Парообразование:
Для этого используем формулу:
[ Q_2 = m \cdot L ]
где:
- ( Q_2 ) — количество теплоты, необходимое для парообразования,
- ( L ) — удельная теплота парообразования (2,3•10^6 Дж/кг).
Подставим данные:
[ Q_2 = 0,4 , \text{кг} \cdot 2,3 \times 10^6 , \text{Дж/кг} ]
[ Q_2 = 0,4 \cdot 2300000 ]
[ Q_2 = 920000 , \text{Дж} ]
- Общее количество энергии:
Теперь суммируем оба количества теплоты:
[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 ]
[ Q_{\text{total}} = 134400 , \text{Дж} + 920000 , \text{Дж} ]
[ Q_{\text{total}} = 1054400 , \text{Дж} ]
Таким образом, для превращения воды массой 0,4 кг при температуре 20 °C в пар при температуре 100 °C требуется 1,054,400 Дж тепловой энергии.
