Определите количество теплоты, которое необходимо для нагревания воды массой 2 кг при температуре 40 градусов до пара при температуре 115 градусов.
от

1 Ответ

дано:  
масса воды m = 2 кг  
начальная температура T_нач = 40 °C  
конечная температура T_конеч = 115 °C  
удельная теплоемкость воды c_вода = 4180 Дж/(кг·°C)  
теплота парообразования воды L_пар = 2260000 Дж/кг.  

найти:  
количество теплоты Q, необходимое для нагревания воды до пара.

решение:  
1. Сначала определим количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 40 °C до 100 °C (точка кипения):  

Q1 = m * c_вода * (T_кипения - T_нач)  
где T_кипения = 100 °C  
Q1 = 2 кг * 4180 Дж/(кг·°C) * (100 - 40) °C  
Q1 = 2 * 4180 * 60  
Q1 = 502800 Дж.

2. Затем определим количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар при 100 °C:  

Q2 = m * L_пар  
Q2 = 2 кг * 2260000 Дж/кг  
Q2 = 4520000 Дж.

3. Далее определим количество теплоты, необходимое для нагрева пара от 100 °C до 115 °C:  
Удельная теплоемкость водяного пара c_пар ≈ 2010 Дж/(кг·°C).

Q3 = m * c_пар * (T_конеч - T_кипения)  
Q3 = 2 кг * 2010 Дж/(кг·°C) * (115 - 100) °C  
Q3 = 2 * 2010 * 15  
Q3 = 60300 Дж.

4. Теперь найдем общее количество теплоты Q_total:  

Q_total = Q1 + Q2 + Q3  
Q_total = 502800 Дж + 4520000 Дж + 60300 Дж  
Q_total = 502800 + 4520000 + 60300  
Q_total = 502800 + 4580300  
Q_total = 5083100 Дж.

ответ:  
Количество теплоты, необходимое для нагревания воды массой 2 кг при температуре 40 градусов до пара при температуре 115 градусов, составляет 5083100 Дж.
от