16. 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:

Необходимо рассчитать два вида энергии:

1. Энергия на нагревание воды:

Используем формулу \( Q_{нагрев} = c \cdot m_{воды} \cdot \Delta T \)

\( Q_{нагрев} = 4200 \text{ Дж/(кг} · °\text{С)} \cdot 0,75 \text{ кг} \cdot (100 \text{ } \circ\text{С} - 20 \text{ } \circ\text{С}) \)

\( Q_{нагрев} = 4200 \cdot 0,75 \cdot 80 \text{ Дж} \)

\( Q_{нагрев} = 252000 \text{ Дж} \)

2. Энергия на образование пара:

Масса пара: \( m_{пар} = 250 \text{ г} = 0,25 \text{ кг} \)

Используем формулу \( Q_{пар} = r \cdot m_{пар} \)

\( Q_{пар} = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,25 \text{ кг} \)

\( Q_{пар} = 575000 \text{ Дж} \)

3. Общая энергия:

\( Q_{общая} = Q_{нагрев} + Q_{пар} \)

\( Q_{общая} = 252000 \text{ Дж} + 575000 \text{ Дж} = 827000 \text{ Дж} \)

Переведем в килоджоули:

\( Q_{общая} = 827 \text{ кДж} \)

Ответ: 827000 Дж