16. Какое количество теплоты потребуется, чтобы довести до кипения 4 кг воды, находящейся при температуре 10 °С, и полностью испарить её?

Решение:

Для решения этой задачи нужно рассчитать количество теплоты, необходимое для трёх процессов: нагревания воды до 100 °С, испарения воды при 100 °С.

1. Нагревание воды:

\( Q_1 = c \cdot m \cdot \Delta T \)

где \( c = 4200 \) Дж/(кг·°С) — удельная теплоёмкость воды, \( m = 4 \) кг, \( \Delta T = 100 °С - 10 °С = 90 °С \).

\( Q_1 = 4200 \cdot 4 \cdot 90 = 1512000 \) Дж = 1512 кДж.

2. Испарение воды:

\( Q_2 = L \cdot m \)

где \( L = 2,3 \cdot 10^6 \) Дж/кг — удельная теплота парообразования воды, \( m = 4 \) кг.

\( Q_2 = 2,3 \cdot 10^6 \cdot 4 = 9200000 \) Дж = 9200 кДж.

3. Общее количество теплоты:

\( Q = Q_1 + Q_2 \)

\( Q = 1512000 \) Дж + 9200000 Дж = 10712000 Дж = 10712 кДж.

Ответ: 10712 кДж.