Задача 2. Какое количество теплоты нужно затратить чтобы воду массой 7 кг, взятую при температуре 10°С, довести до кипения и затем полностью испарить? Ответ выразите в МДж.

Задача: взять 7 кг воды при 10°C и довести до кипения, затем полностью испарить. Найти затраченную теплоту в МДж.

Данные и допущения:

• Масса m = 7 кг
• Начальная температура T1 = 10°C, кипение при T = 100°C
• Удельная теплоемкость воды c = 4.18 кДж/(кг·K)
• Переход воды в пар на 100°C: латентная теплота испарения λv = 2260 кДж/кг
• Температура кипения 100°C соответствует нормальным условиям (1 атм)

Шаг 1. Разогрев воды от 10°C до 100°C

• ΔT = 100 − 10 = 90 K
• Затрата тепла Q1 = m · c · ΔT = 7 · 4.18 · 90 ≈ 2633.4 кДж

Шаг 2. Испарение воды при 100°C

• Q2 = m · λv = 7 · 2260 = 15820 кДж

Шаг 3. Общее количество затраченного тепла

• Q = Q1 + Q2 ≈ 2633.4 + 15820 = 18453.4 кДж
• Перевод в мегаджо́ли: 1 МДж = 1000 кДж → Q ≈ 18.453 МДж

Ответ: примерно 18.45 МДж (около 18.5 МДж).