Яку кількість теплоти потрібно витратити, щоб 2 кг води взятої за температури 10 °С, перетворити в пару за температури 100 °C?

Задача: знайти кількість теплоти Q, необхідну, щоб 2 кг води з 10°C перевести в пару при 100°C (за нормального тиску,≈1 атм).

Підходи та дані:

• Специфічна теплоємність води: c ≈ 4.18 кДж/(кг·K)
• Лінійна теплота випаровування води при 100°C: Lv ≈ 2257 кДж/кг
• m = 2 кг
• ΔT для нагрівання до 100°C: 100 − 10 = 90 K

Крок 1. Нагрівання води з 10°C до 100°C Q1 = m · c · ΔT = 2 кг · 4.18 кДж/(кг·K) · 90 K = 752.4 кДж

Крок 2. Випаровування води при 100°C Q2 = m · Lv = 2 кг · 2257 кДж/кг = 4514 кДж

Крок 3. Загальна кількість теплоти Q = Q1 + Q2 = 752.4 кДж + 4514 кДж = 5266.4 кДж

У зручних одиницях:

• Q ≈ 5266 кДж ≈ 5.27 MJ

Примітки:

• У разі використання трохи іншого Lv (наприклад 2260 кДж/кг) результат буде близьким: ≈5.27–5.28 MJ.
• В розрахунку не враховано тепловтрати у навколишнє середовище; в реальності потрібна трохи більшої теплоти.