Какое количество теплоты в кДж нужно передать 1 кг воды при 0 °С, чтобы нагреть ее до 100 °С и затем полностью испарить? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг × К), а удельная теплота парообразования составляет 2,3 × 10^6 Дж/кг.

Физика 11 класс Теплота и теплосодержание Количество теплоты нагрев воды испарение воды удельная теплоёмкость удельная теплота парообразования физика 11 класс задачи по физике термодинамика расчет теплоты 1 кг воды 0 °С до 100 °С Новый

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева 1 кг воды от 0 °C до 100 °C и последующего ее испарения, нужно выполнить несколько шагов. Давайте разберем их по порядку.

Шаг 1: Нагрев воды от 0 °C до 100 °C

• Для нагрева воды используем формулу: Q1 = m * c * ΔT, где:
• Q1 - количество теплоты, необходимое для нагрева (в Дж)
• m - масса воды (в кг), в нашем случае 1 кг
• c - удельная теплоемкость воды (в Дж/(кг × К)), равна 4200 Дж/(кг × К)
• ΔT - изменение температуры (в К), в данном случае 100 °C - 0 °C = 100 K
• Подставляем значения в формулу:
• Q1 = 1 кг * 4200 Дж/(кг × К) * 100 K = 420000 Дж

Шаг 2: Испарение воды при 100 °C

• Для испарения воды используем формулу: Q2 = m * L, где:
• Q2 - количество теплоты, необходимое для испарения (в Дж)
• L - удельная теплота парообразования, равная 2,3 × 10^6 Дж/кг
• Подставляем значения в формулу:
• Q2 = 1 кг * 2,3 × 10^6 Дж/кг = 2300000 Дж

Шаг 3: Суммирование теплоты

• Теперь нам нужно сложить количество теплоты, необходимое для нагрева и испарения:
• Q_total = Q1 + Q2 = 420000 Дж + 2300000 Дж = 2720000 Дж

Шаг 4: Перевод в кДж

• Чтобы перевести полученное количество теплоты в килоджоули, делим на 1000:
• Q_total = 2720000 Дж / 1000 = 2720 кДж

Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для нагрева 1 кг воды от 0 °C до 100 °C и ее полного испарения, составляет 2720 кДж.