Дано:
объем воды V = 2 л = 0,002 м³
плотность воды ρ = 1000 кг/м³
масса воды m_вода = V * ρ = 0,002 м³ * 1000 кг/м³ = 2 кг
начальная температура воды T_нач = 45 °C
конечная температура воды T_кипения = 100 °C
удельная теплоемкость воды c_вода = 4186 Дж/(кг·°C)
удельная теплота парообразования L = 2260 * 10^3 Дж/кг
Найти: количество теплоты Q, необходимое для нагревания воды до полного испарения.
Решение:
1. Сначала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 45 °C до 100 °C:
Q_нагрев = m_вода * c_вода * (T_кипения - T_нач)
Q_нагрев = 2 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 45 °C)
Q_нагрев = 2 кг * 4186 Дж/(кг·°C) * 55 °C
Q_нагрев = 2 кг * 229230 Дж
Q_нагрев = 458460 Дж
2. Затем рассчитаем количество теплоты, необходимое для испарения воды при температуре 100 °C:
Q_испарение = m_вода * L
Q_испарение = 2 кг * 2260000 Дж/кг
Q_испарение = 4520000 Дж
3. Общее количество теплоты Q будет равно сумме теплоты, затраченной на нагревание и теплоты на испарение:
Q = Q_нагрев + Q_испарение
Q = 458460 Дж + 4520000 Дж
Q = 4978460 Дж
Ответ: Количество теплоты, необходимое для нагревания 2 л воды до её полного испарения, составляет примерно 4978460 Дж.