Вопрос школьника
Какое количество энергии надо затратить, чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0 °С, довести до кипения и испарить ее?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать формулу для расчета теплоты, необходимой для изменения температуры и фазы вещества:
Q = m * c * ΔT + m * L
где Q — теплота, необходимая для изменения температуры и фазы вещества, масса воды — m = 5 кг, c — удельная теплоемкость воды при постоянном давлении (4,18 Дж/(г*°C)), ΔT — изменение температуры, L — удельная теплота испарения воды (2257 Дж/г).
1. Для нагрева воды до кипения необходимо затратить теплоту:
Q1 = m * c * ΔT1 = 5 * 4,18 * (100 — 0) = 2090 Дж
2. Для испарения воды необходимо затратить теплоту:
Q2 = m * L = 5 * 2257 = 11285 Дж
3. Общая теплота, необходимая для нагрева и испарения воды:
Q = Q1 + Q2 = 2090 + 11285 = 13375 Дж
Таким образом, для того чтобы довести 5 кг воды при температуре 0 °С до кипения и испарить ее, необходимо затратить 13375 Дж энергии.
