Для решения задачи найдем затраченное количество теплоты при превращении жидкости в пар. Задача состоит из двух этапов:
- Нагрев жидкости до температуры кипения.
- Испарение жидкости.
Дано:
- Масса жидкости \( m = 350 \, \text{г} = 0{,}35 \, \text{кг} \)
- Температура кипения \( t_1 = 100^\circ C \)
- Начальная температура \( t_0 = 22^\circ C \)
- Удельная теплоемкость жидкости \( c = 2400 \, \text{Дж/(кг} \cdot \text{°C)} \)
- Удельная теплота парообразования \( L = 9{,}0 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} \)
Решение:
Нагрев жидкости от 22°C до 100°C:
Количество теплоты для нагрева рассчитывается по формуле: \[ Q_1 = mc(t_1 - t_0) \]
Подставим данные: \[ Q_1 = 0{,}35 \times 2400 \times (100 - 22) \]
\[ Q_1 = 0{,}35 \times 2400 \times 78 = 65520 \, \text{Дж} \]
Испарение жидкости:
Количество теплоты для парообразования рассчитывается по формуле: \[ Q_2 = mL \]
Подставим данные: \[ Q_2 = 0{,}35 \times 9{,}0 \times 10^5 \]
\[ Q_2 = 315000 \, \text{Дж} \]
Общее количество теплоты:
Сложим оба количества теплоты: \[ Q = Q_1 + Q_2 = 65520 + 315000 = 380520 \, \text{Дж} \]
Ответ:
Затраченное количество теплоты: \( Q \approx 380520 \, \text{Дж} \).