Какое количество энергии нужно, чтобы превратить в пар 200 грамм ртути при температуре -60°С?

Физика 11 класс Термодинамика Энергия пар ртуть температура физика 11 класс количество энергии нагревание ртути Новый

Чтобы рассчитать количество энергии, необходимое для превращения 200 грамм ртути из твердого состояния в пар при температуре -60°С, нам нужно учитывать несколько этапов:

1. Нагревание ртути от -60°С до 0°С: Для этого нам нужно использовать удельную теплоемкость ртути в твердом состоянии.
2. Плавление ртути: Здесь мы используем теплоту плавления ртути, чтобы перевести её из твердого состояния в жидкое.
3. Нагревание ртути от 0°С до 100°С: Используем удельную теплоемкость ртути в жидком состоянии.
4. Парообразование ртути: Используем теплоту парообразования, чтобы превратить ртуть из жидкости в пар.

Теперь давайте разберем каждый этап подробнее:

• 1. Нагревание ртути от -60°С до 0°С:
  • Удельная теплоемкость ртути (твердой) составляет примерно 0.14 Дж/(г·°С).
  • Температурный интервал: 0 - (-60) = 60°С.
  • Количество теплоты Q1 = m * c * ΔT = 200 г * 0.14 Дж/(г·°С) * 60°С = 1680 Дж.
• 2. Плавление ртути:
  • Теплота плавления ртути составляет примерно 11.8 кДж/кг.
  • Для 200 грамм: Q2 = 0.2 кг * 11.8 кДж/кг = 2.36 кДж = 2360 Дж.
• 3. Нагревание ртути от 0°С до 100°С:
  • Удельная теплоемкость ртути (жидкой) составляет примерно 0.38 Дж/(г·°С).
  • Температурный интервал: 100 - 0 = 100°С.
  • Количество теплоты Q3 = m * c * ΔT = 200 г * 0.38 Дж/(г·°С) * 100°С = 7600 Дж.
• 4. Парообразование ртути:
  • Теплота парообразования ртути составляет примерно 293 кДж/кг.
  • Для 200 грамм: Q4 = 0.2 кг * 293 кДж/кг = 58.6 кДж = 58600 Дж.

Теперь сложим все количество теплоты, чтобы найти общее количество энергии, необходимое для превращения ртути в пар:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 1680 Дж + 2360 Дж + 7600 Дж + 58600 Дж = 68840 Дж.

Таким образом, для превращения 200 грамм ртути при температуре -60°С в пар потребуется 68840 Дж энергии.