Чтобы найти затраченное количество теплоты для получения пара, необходимо рассмотреть несколько этапов процесса:
- Нагрев жидкости от начальной температуры до температуры кипения.
- Парообразование перехода жидкости в пар.
Дано:
- Масса жидкости ( m = 500 , \text{г} = 0,5 , \text{кг} )
- Начальная температура жидкости ( T_1 = 21 , \text{°C} )
- Температура кипения ( T_2 = 78 , \text{°C} )
- Удельная теплоемкость жидкости ( c = 2300 , \text{Дж/(кг⋅°C)} )
- Удельная теплота парообразования ( L = 9 \times 10^5 , \text{Дж/кг} )
Шаг 1: Нагрев жидкости от 21 °C до 78 °C
Количество теплоты, необходимое для нагрева, вычисляется по формуле:
[
Q_1 = mc(T_2 - T_1)
]
Подставляем значения:
[
Q_1 = 0.5 , \text{кг} \cdot 2300 , \text{Дж/(кг⋅°C)} \cdot (78 - 21) , \text{°C}
]
[
Q_1 = 0.5 \cdot 2300 \cdot 57
]
[
Q_1 = 0.5 \cdot 2300 \cdot 57 = 0.5 \cdot 131100 = 65550 , \text{Дж}
]
Шаг 2: Парообразование жидкости
Количество теплоты, необходимое для парообразования, вычисляется по формуле:
[
Q_2 = mL
]
Подставляем значения:
[
Q_2 = 0.5 , \text{кг} \cdot 9 \times 10^5 , \text{Дж/кг}
]
[
Q_2 = 0.5 \cdot 900000 = 450000 , \text{Дж}
]
Общее количество теплоты ( Q ):
Складываем количества теплоты для каждого этапа:
[
Q = Q_1 + Q_2
]
[
Q = 65550 , \text{Дж} + 450000 , \text{Дж} = 515550 , \text{Дж}
]
Таким образом, общее затраченное количество теплоты для получения пара составляет 515550 Дж.
