Для решения этой задачи нам нужно использовать теплоту парообразования воды. Энергия, необходимая для превращения жидкости в газ при постоянной температуре, определяется формулой:
\[ Q = m \cdot L \]
где:
- \(Q\) — количество тепла (энергия), необходимое для парообразования (измеряется в джоулях, Дж);
- \(m\) — масса воды (в килограммах, кг);
- \(L\) — теплота парообразования воды (в джоулях на килограмм, Дж/кг).
Для воды теплота парообразования \(L\) при 100 °C равна приблизительно \(2260 \text{ кДж/кг}\) или \(2.26 \times 10^6 \text{ Дж/кг}\).
Теперь подставляем значения в формулу:
- Масса воды \(m = 2.0 \, \text{кг}\);
- Теплота парообразования \(L = 2260 \, \text{ кДж/кг}\) = \(2.26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}\).
Теперь вычислим энергию:
\[ Q = 2.0 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{ кДж/кг} = 2.0 \, \text{кг} \cdot 2.26 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \]
Теперь произвели умножение:
\[ Q = 2.0 \cdot 2.26 \times 10^6 = 4.52 \times 10^6 \, \text{Дж} \]
Чтобы перевести это в мегаджоули (МДж), мы делим на \(10^6\):
\[ Q = \frac{4.52 \times 10^6}{10^6} = 4.52 \, \text{МДж} \]
Таким образом, количество энергии, необходимое для превращения в пар воды массой 2,0 кг при температуре 100 °C, составляет примерно 4.5 МДж, если округлить до десятых.