Найди затраченное количество теплоты для получения пара при температуре кипения из жидкости массой 350 г. Температура жидкости-27°. Справочные данные:Температура кипения…
Найди затраченное количество теплоты для получения пара при температуре кипения из жидкости массой 350 г. Температура жидкости-27°. Справочные данные:Температура кипения жидкости-100°©,удельная тёплоемкость жидкости-4200 Дж(кг ×°©),удельная теплота парообразования жидкости-2.3×10 (в шестой) Джи/кг
Для решения задачи мы будем использовать закон сохранения энергии и формулу для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева, а затем для парообразования жидкости.
Давайте вычислим количество теплоты по шагам.
Шаг 1: Нагрев жидкости от начальной температуры до температуры кипения
Нам нужно сначала нагреть жидкость от 27°C до 100°C.
Формула для расчета теплоты, необходимой для нагрева (Q1), выглядит следующим образом:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( m \) — масса жидкости (в кг),
- \( c \) — удельная теплоемкость (в Дж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (в °C).
Переведем массу из граммов в килограммы:
\[ m = 350 \, \text{г} = 0.35 \, \text{кг} \]
Учитывая, что удельная теплоемкость \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \) и изменение температуры \( \Delta T = 100\,°C - 27\,°C = 73\,°C \).
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q_1 = 0.35 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 73 \,°C \]
Теперь рассчитаем:
\[ Q_1 = 0.35 \cdot 4200 \cdot 73 \] \[ Q_1 = 0.35 \cdot 306600 = 107310 \, \text{Дж} \]
Шаг 2: Парообразование жидкости
После нагрева до температуры кипения, следующая задача — преобразовать всю жидкость в пар. Количество теплоты, необходимое для этого (Q2), можно вычислить по формуле:
\[ Q_2 = m \cdot L \]
где:
- \( L \) — удельная теплота парообразования жидкости (в Дж/кг).
Учитывая, что \( L = 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \), подставляем в формулу:
\[ Q_2 = 0.35 \, \text{кг} \cdot 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \]
Теперь рассчитаем:
\[ Q_2 = 0.35 \cdot 2300000 = 805000 \, \text{Дж} \]
Шаг 3: Общее количество теплоты
Теперь, чтобы получить общее количество теплоты (Q), необходимо сложить Q1 и Q2:
\[ Q = Q_1 + Q_2 \]
Подставим значения:
\[ Q = 107310 \, \text{Дж} + 805000 \, \text{Дж} \] \[ Q = 912310 \, \text{Дж} \]
Ответ
Общее количество теплоты, необходимое для получения пара при температуре кипения из жидкости массой 350 г, составляет \( 912310 \, \text{Дж} \).
