Для нахождения затраченного количества теплоты для получения пара из жидкости, следует рассмотреть несколько этапов:
- Нагрев жидкости от начальной температуры до температуры кипения.
- Парообразование при температуре кипения.
Данные:
- Масса жидкости \( m = 500 \, \text{г} = 0.5 \, \text{кг} \)
- Начальная температура \( t_1 = -39^\circ \text{C} \)
- Температура кипения \( t_2 = 78^\circ \text{C} \)
- 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
Количество теплоты, необходимое для нагрева жидкости от \( t_1 \) до \( t_2 \):
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot (t_2 - t_1) \]
Подставим значения:
\[ Q_1 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 2400 \, \text{Дж/(кг • °C)} \cdot (78 - (-39)) \, \text{°C} \]
\[ Q_1 = 0.5 \cdot 2400 \cdot (78 + 39) \]
\[ Q_1 = 0.5 \cdot 2400 \cdot 117 \]
\[ Q_1 = 0.5 \cdot 2400 \cdot 117 = 141600 \, \text{Дж} \]
Шаг 2: Парообразование
Количество теплоты, необходимое для парообразования:
\[ Q_2 = m \cdot L \]
\[ Q_2 = 0.5 \, \text{кг} \cdot 9,0 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} \]
\[ Q_2 = 0.5 \cdot 9,0 \times 10^5 = 4,5 \times 10^5 \, \text{Дж} = 450000 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты
Общее количество теплоты \( Q \), необходимое для нагрева и парообразования:
\[ Q = Q_1 + Q_2 \]
\[ Q = 141600 \, \text{Дж} + 450000 \, \text{Дж} = 591600 \, \text{Дж} \]
Округлим до десятых:
\[ Q \approx 591600.0 \, \text{Дж} \]
Таким образом, затраченное количество теплоты для получения пара при температуре кипения из жидкости составляет 591600.0 Дж.