Рассмотрим задачу подробно и пошагово.
Дано:
- Масса воды, \(m = 1\,\text{кг}\)
- Начальная температура воды, \(t_1 = 20^\circ C\)
- Конечная температура — температура парообразования, \(t_2 = 100^\circ C\)
- Удельная теплоемкость воды, \(c = 4200\,\text{Дж/(кг} \cdot^\circ \text{С})\)
- Удельная теплота парообразования воды, \(L = 2260\,\text{кДж/кг}\)
Переведем \(L\) в джоули: \[ L = 2260\,\text{кДж/кг} = 2260 \times 10^3\,\text{Дж/кг} = 2\,260\,000\,\text{Дж/кг} \]
Шаг 1. Найдём тепло, необходимое для нагрева воды от 20°C до 100°C:
\[ Q_1 = m \cdot c \cdot (t_2 - t_1) \]
Подставим значения:
\[ Q_1 = 1\,\text{кг} \times 4200\,\text{Дж/(кг} \cdot^\circ \text{С}) \times (100^\circ C - 20^\circ C) \] \[ Q_1 = 4200 \times 80 = 336,000\,\text{Дж} \]
Шаг 2. Найдём тепло, необходимое для превращения воды в пар при 100°C:
\[ Q_2 = m \times L \]
Подставим значения:
\[ Q_2 = 1\,\text{кг} \times 2\,260\,000\,\text{Дж/кг} = 2\,260\,000\,\text{Дж} \]
Итоговое количество энергии:
Общее затраченное тепло равно сумме тепла на нагрев и тепла на парообразование:
\[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 336,000 + 2\,260\,000 = 2\,596\,000\,\text{Дж} \]
Ответ:
\[ \boxed{2\,596\,000\,\text{Дж}} \]
Это количество энергии, которое нужно затратить, чтобы 1 кг воды при температуре 20°C превратить в пар при температуре 100°C.