Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы воду массой 2 кг, взятую при температуре 20 С, превратить...

Для превращения 2 кг воды при температуре 20°C в пар при температуре 100°C нужно затратить 334,000 Дж теплоты.

Для того чтобы превратить воду массой 2 кг при температуре 20°C в пар температурой 100°C, необходимо учесть два процесса: нагревание воды до точки кипения и испарение воды.

1. Нагревание воды: Сначала вода должна нагреться до точки кипения при 100°C. Для этого используется уравнение Q = mcΔT где Q - количество теплоты, m - масса воды (2 кг), c - удельная теплоемкость воды (4186 Дж/(кг·°C)), ΔT - изменение температуры (100°C - 20°C = 80°C).

Q1 = 2 4186 80 = 669760 Дж

1. Испарение воды: Далее необходимо учесть теплоту испарения воды. Для испарения 1 кг воды необходимо 2260 кДж теплоты.

Q2 = m * L где L - теплота испарения (2260 кДж).

Q2 = 2 * 2260 = 4520 кДж = 4520000 Дж

Итак, общее количество теплоты, которое нужно затратить, чтобы превратить 2 кг воды при 20°C в пар при 100°C, составляет 669760 Дж + 4520000 Дж = 5189760 Дж.

Для того чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения 2 кг воды при температуре 20 °C в пар при температуре 100 °C, нужно учесть несколько этапов: нагревание воды от начальной температуры до температуры кипения и парообразование при температуре кипения.

1. Нагревание воды от 20 °C до 100 °C: Используем формулу для расчета количества теплоты, необходимого для нагрева: [ Q_1 = mc\Delta T ] где

   • ( m = 2 ) кг — масса воды,
   • ( c = 4200 ) Дж/(кг·°C) — удельная теплоемкость воды,
   • ( \Delta T = 100 °C - 20 °C = 80 °C ) — изменение температуры.

   Подставляем значения: [ Q_1 = 2 \times 4200 \times 80 = 672000 \text{ Дж} ]

2. Превращение воды в пар при 100 °C: Используем формулу для расчета количества теплоты, необходимого для испарения: [ Q_2 = mL ] где

   • ( L = 2260000 ) Дж/кг — удельная теплота парообразования воды.

   Подставляем значения: [ Q_2 = 2 \times 2260000 = 4520000 \text{ Дж} ]

3. Общее количество теплоты: Суммируем теплоту, затраченную на нагревание и на парообразование: [ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 672000 + 4520000 = 5192000 \text{ Дж} ]

Таким образом, для превращения 2 кг воды при температуре 20 °C в пар при температуре 100 °C необходимо затратить примерно 5192 кДж теплоты.