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:

Задача состоит из двух частей: нагревание воды и превращение воды в пар.

1. Расчет энергии на нагревание воды:

Формула для расчета количества теплоты при нагревании:

Q1 = c * m * ΔT

Где:

• c — удельная теплоемкость воды = 4200 Дж/(кг·°С)
• m — масса воды = 0,75 кг
• ΔT — изменение температуры = 100°С - 20°С = 80°С

Q1 = 4200 Дж/(кг·°С) * 0,75 кг * 80°С

Q1 = 4200 * 60 Дж = 252 000 Дж

2. Расчет энергии на превращение воды в пар (парообразование):

Формула для расчета количества теплоты при парообразовании:

Q2 = L * m_пара

Где:

• L — удельная теплота парообразования воды = 2,3 * 10⁶ Дж/кг
• m_пара — масса пара = 250 г = 0,25 кг

Q2 = 2,3 * 106 Дж/кг * 0,25 кг

Q2 = 0,575 * 106 Дж = 575 000 Дж

3. Общее количество энергии:

Q_общ = Q1 + Q2

Q_общ = 252 000 Дж + 575 000 Дж = 827 000 Дж

Переведем в Килоджоули:

Q_общ = 827 кДж

Ответ: 827 000 Дж (или 827 кДж)