Вопрос школьника
Для нагревания в электрочайнике некоторой массы воды от температуры t1 = 0 °С до кипения потребовался промежуток времени Δt1= 3 мин. На последующее обращение в пар этой же массы воды потребовалось время Δt2 = 16 мин 3 с. Найдите удельную теплоту парообразования воды
Ответ от учителя
Для решения задачи воспользуемся формулой теплового баланса:
Q1 = m * c * Δt1 + m * L,
где Q1 — количество теплоты, необходимое для нагревания воды от температуры t1 до кипения, m — масса воды, c — удельная теплоемкость воды, L — удельная теплота парообразования воды.
Аналогично, для обращения воды в пар, используем формулу:
Q2 = m * L,
где Q2 — количество теплоты, необходимое для обращения воды в пар.
Так как масса воды в обоих случаях одинакова, то можно записать:
Q1 = m * c * Δt1 + m * L = Q2.
Выразим удельную теплоту парообразования L:
L = (Q1 — m * c * Δt1) / m = Q2 / m.
Подставим известные значения:
L = ((1000 г) * (4.18 Дж/(г*°C)) * (100 °C — 0 °C) * (3 мин * 60 с/мин) + (1000 г) * L) / (1000 г) = (75480 Дж + 1000 г * L) / (1000 г),
L = ((1000 г) * L) / (16 мин * 60 с/мин + 3 с) = (1000 г * L) / (963 с).
Сравнивая два выражения для L, получаем:
(75480 Дж + 1000 г * L) / (1000 г) = (1000 г * L) / (963 с),
L = (75480 Дж * 963 с) / (1000 г * (963 с — 1000 г * 3 мин * 60 с/мин)) = 2260 Дж/г.
Ответ: удельная теплота парообразования воды равна 2260 Дж/г.
