Посчитай, какое количество теплоты нужно для обращения в пар воды массой 83 г, взятого при температуре...

Чтобы посчитать количество теплоты, необходимое для превращения воды массой 83 г при температуре 22 °C в пар, нужно выполнить два этапа:

1. Нагреть воду от 22 °C до 100 °C.
2. Превратить нагретую до 100 °C воду в пар при той же температуре.

Этап 1: Нагревание воды

Для нагрева воды используется формула: [ Q_1 = mc\Delta T ]

где:

• ( m ) — масса воды (в килограммах),
• ( c ) — удельная теплоемкость воды,
• ( \Delta T ) — изменение температуры.

Переведем массу воды в килограммы: [ m = 83 \, \text{г} = 0.083 \, \text{кг} ]

Изменение температуры: [ \Delta T = 100 \, ^\circ\text{C} - 22 \, ^\circ\text{C} = 78 \, ^\circ\text{C} ]

Теперь подставим значения в формулу: [ Q_1 = 0.083 \, \text{кг} \times 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^\circ\text{C}} \times 78 \, ^\circ\text{C} ] [ Q_1 = 0.083 \times 4200 \times 78 ] [ Q_1 = 27132 \, \text{Дж} ]

Этап 2: Парообразование

Для превращения воды в пар используется формула: [ Q_2 = mL ]

где:

• ( m ) — масса воды (в килограммах),
• ( L ) — удельная теплота парообразования.

Подставим значения в формулу: [ Q_2 = 0.083 \, \text{кг} \times 2260000 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} ] [ Q_2 = 0.083 \times 2260000 ] [ Q_2 = 187580 \, \text{Дж} ]

Общая теплота

Общая теплота ( Q ), необходимая для нагревания воды и её превращения в пар, равна сумме теплот обоих этапов: [ Q = Q_1 + Q_2 ] [ Q = 27132 \, \text{Дж} + 187580 \, \text{Дж} ] [ Q = 214712 \, \text{Дж} ]

Таким образом, для обращения в пар воды массой 83 г, взятой при температуре 22 °C, нужно 214712 Дж (или 214.712 кДж) тепловой энергии.

Для расчета количества теплоты, необходимого для превращения воды массой 83 г при температуре 22 °C в пар, сначала нужно определить изменение температуры воды до ее кипения.

Изначальная температура воды T1 = 22 °C = 295 K Температура кипения воды T2 = 100 °C = 373 K

Для определения количества теплоты, необходимого для нагрева воды до температуры кипения, используем формулу: Q1 = mcΔT, где m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.

m = 83 г = 0,083 кг c = 4200 Дж/кг·°С ΔT = T2 - T1 = 373 K - 295 K = 78 K

Q1 = 0,083 кг 4200 Дж/кг·°С 78 K = 2637,6 Дж

Затем нужно учесть количество теплоты, необходимое для испарения воды при температуре кипения. Используем формулу: Q2 = mL

m - масса воды, L - удельная теплота парообразования воды.

m = 0,083 кг L = 2260000 Дж/кг

Q2 = 0,083 кг * 2260000 Дж/кг = 187580 Дж

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 83 г воды при температуре 22 °C в пар, составляет: Q = Q1 + Q2 = 2637,6 Дж + 187580 Дж = 190217,6 Дж

Ответ: 190217,6 Дж теплоты необходимо для обращения в пар воды массой 83 г при температуре 22 °C.