Чтобы рассчитать затраченное количество теплоты для получения пара из жидкости, нам нужно учитывать несколько этапов:
- Нагрев жидкости от начальной температуры до температуры кипения.
- Парообразование при температуре кипения.
Исходные данные:
- Масса жидкости \( m = 250 \, \text{г} = 0.25 \, \text{кг} \)
- Начальная температура жидкости \( T_1 = -26^\circ C \)
- Температура кипения \( T_2 = -78^\circ C \)
- Удельная теплоёмкость жидкости \( c = 2400 \, \text{Дж/(кг·°C)} \)
- Удельная теплота парообразования \( L = 9.0 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} \)
Шаг 1: Нагрев жидкости
Чтобы нагреть жидкость от \( T_1 \) до \( T_2 \), используем формулу: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot (T_2 - T_1) \]
Подставим известные значения: \[ Q_1 = 0.25 \cdot 2400 \cdot (-78 - (-26)) \] \[ = 0.25 \cdot 2400 \cdot (-78 + 26) \] \[ = 0.25 \cdot 2400 \cdot (-52) \] \[ = 0.25 \cdot 2400 \cdot (-52) = 0.25 \cdot 2400 \cdot (-52) \] \[ = 0.25 \cdot 2400 \cdot (-52) = -31200 \, \text{Дж} \] (Знак минус указывает, что это тепло поглощается жидкостью).
Шаг 2: Парообразование
Для превращения жидкости в пар при температуре кипения используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L \] Подставим значения: \[ Q_2 = 0.25 \cdot 9.0 \times 10^5 \] \[ = 0.25 \cdot 900000 = 225000 \, \text{Дж} \]
Общая затраченная теплота
Теперь суммируем количество теплоты, затраченной на нагрев и парообразование: \[ Q = Q_1 + Q_2 \] \[ = -31200 + 225000 \] \[ = 193800 \, \text{Дж} \]
Ответ
Затраченное количество теплоты для получения пара составит 193800 Дж.