13. Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75 кг от 20 до 100 °С и последующее образование пара массой 250 г? (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг°С, удельная теплота парообразования воды 2,3 * 10⁶ Дж/кг).

Решение:

Для решения задачи необходимо рассчитать два вида энергии: на нагревание воды и на её парообразование.

1. Энергия, затраченная на нагревание воды:

\[ Q_1 = c \cdot m_{воды} \cdot \Delta T \]

Где:

• \( c \) — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C));
• \( m_{воды} \) — масса воды (0,75 кг);
• \( Δ T \) — изменение температуры (100°C - 20°C = 80°C).

\[ Q_1 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.75 \text{ кг} \cdot 80 \text{ °C} = 252000 \text{ Дж} \]

2. Энергия, затраченная на парообразование:

\[ Q_2 = L \cdot m_{пара} \]

Где:

• \( L \) — удельная теплота парообразования воды (2,3 * 10⁶ Дж/кг);
• \( m_{пара} \) — масса пара (250 г = 0,25 кг).

\[ Q_2 = 2.3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.25 \text{ кг} = 575000 \text{ Дж} \]

3. Общая энергия:

\[ Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 252000 \text{ Дж} + 575000 \text{ Дж} = 827000 \text{ Дж} \]

Ответ: 827000 Дж