Какое количество теплоты потребуется для превращения в пар 5л воды при 100С?

Для превращения воды в пар при температуре кипения (100 °C при нормальном атмосферном давлении) необходимо учесть теплоту парообразования. Количество теплоты, требуемое для этого процесса, рассчитывается по формуле:

[ Q = m \cdot L, ]

где:

• (Q) — количество теплоты (в Джоулях, Дж),
• (m) — масса воды (в килограммах, кг),
• (L) — удельная теплота парообразования воды (в Дж/кг).

1. Определим массу воды

Плотность воды при 100 °C составляет примерно (1000 \, \text{кг/м}^3). Объем воды задан как (5 \, \text{л}), что эквивалентно (0{,}005 \, \text{м}^3).

Массу воды можно найти, умножив плотность на объем:

[ m = \rho \cdot V, ]

где:

• (\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3),
• (V = 0{,}005 \, \text{м}^3).

[ m = 1000 \cdot 0{,}005 = 5 \, \text{кг}. ]

2. Удельная теплота парообразования

Удельная теплота парообразования воды ((L)) при 100 °C равна примерно (2{,}26 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг}).

3. Рассчитаем количество теплоты

Подставим значения массы воды ((m = 5 \, \text{кг})) и удельной теплоты парообразования ((L = 2{,}26 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг})) в формулу:

[ Q = m \cdot L = 5 \cdot 2{,}26 \cdot 10^6 = 11{,}3 \cdot 10^6 \, \text{Дж}. ]

Ответ

Для превращения 5 литров воды при температуре 100 °C в пар потребуется около (11{,}3 \, \text{МДж}) (мегаджоулей) энергии.

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для превращения 5 литров воды в пар при температуре 100 °C, нужно учитывать скрытую теплоту парообразования.

Скрытая теплота парообразования (L) для воды при 100 °C составляет примерно 2260 кДж/кг. Это количество теплоты необходимо для превращения 1 кг воды в пар без изменения температуры.

Сначала нужно узнать массу 5 литров воды. Плотность воды примерно равна 1 кг/л, следовательно, 5 литров воды будут иметь массу:

[ m = 5 \, \text{л} \times 1 \, \text{кг/л} = 5 \, \text{кг} ]

Теперь, зная массу воды, можно рассчитать количество теплоты (Q), необходимое для превращения этой массы воды в пар:

[ Q = m \times L ]

Подставляем значения:

[ Q = 5 \, \text{кг} \times 2260 \, \text{кДж/кг} ]

[ Q = 11300 \, \text{кДж} ]

Таким образом, для превращения 5 литров воды в пар при температуре 100 °C потребуется 11300 кДж теплоты.