Чтобы определить затраченное количество теплоты для получения пара из жидкости, нам необходимо учитывать два этапа:
- Нагрев жидкости до температуры кипения (100 °C).
- Парообразование из жидкости.
Шаг 1: Нагрев жидкости до температуры кипения
Данные:
- Масса жидкости ( m = 150 , \text{г} = 0.15 , \text{кг} )
- Начальная температура ( t_1 = 29 , \text{°C} )
- Конечная температура ( t_2 = 100 , \text{°C} )
- Удельная теплоёмкость ( c = 4200 , \text{Дж/(кг °C)} )
Формула для вычисления количества теплоты при нагреве:
[
Q_1 = mc(t_2 - t_1)
]
Теперь подставим значения в формулу:
[
Q_1 = 0.15 , \text{кг} \cdot 4200 , \text{Дж/(кг °C)} \cdot (100 , \text{°C} - 29 , \text{°C})
]
[
Q_1 = 0.15 \cdot 4200 \cdot 71
]
[
Q_1 = 0.15 \cdot 4200 \cdot 71 = 0.15 \cdot 298200 = 44730 , \text{Дж}
]
Шаг 2: Параобразование
Данные:
- Удельная теплота парообразования ( L = 2.3 \times 10^6 , \text{Дж/кг} )
Формула для вычисления количества теплоты при парообразовании:
[
Q_2 = mL
]
Теперь подставим значения в формулу:
[
Q_2 = 0.15 , \text{кг} \cdot 2.3 \times 10^6 , \text{Дж/кг}
]
[
Q_2 = 0.15 \cdot 2300000 = 345000 , \text{Дж}
]
Шаг 3: Общее количество теплоты
Теперь можем найти общее количество теплоты, необходимое для получения пара из жидкости:
[
Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2
]
[
Q_{\text{total}} = 44730 , \text{Дж} + 345000 , \text{Дж}
]
[
Q_{\text{total}} = 389730 , \text{Дж}
]
Окончательный ответ
Округлим ответ до десятых:
[
Q_{\text{total}} \approx 389730.0 , \text{Дж}
]
Таким образом, затраченное количество теплоты для получения пара из 150 г жидкости при температуре кипения составляет примерно 389730.0 Дж.