Ответ:

Решение:

Задача состоит из двух этапов: нагревание воды до кипения и парообразование.

Этап 1: Нагревание воды до кипения

Используем формулу для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания:

\( Q_1 = c \cdot m_1 \cdot \Delta T \)

где:

  • \( c \) — удельная теплоемкость воды (приблизительно \( 4200 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{°С)} \) или \( 1 \text{кал/(г} \cdot \text{°С)} \)
  • \( m_1 \) — масса воды ( \( 3 \text{ кг} \) )
  • \( \Delta T \) — изменение температуры ( \( 100 \text{ °С} - 20 \text{ °С} = 80 \text{ °С} \) )

\( Q_1 = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°С}} \cdot 3 \text{ кг} \cdot 80 \text{ °С} = 1008000 \text{ Дж} = 1008 \text{ кДж} \)

Этап 2: Превращение воды в пар (парообразование)

Используем формулу для расчета количества теплоты, необходимого для парообразования:

\( Q_2 = L \cdot m_2 \)

где:

  • \( L \) — удельная теплота парообразования воды (приблизительно \( 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \) )
  • \( m_2 \) — масса воды, превращающейся в пар ( \( 200 \text{ г} = 0.2 \text{ кг} \) )

\( Q_2 = 2.3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.2 \text{ кг} = 460000 \text{ Дж} = 460 \text{ кДж} \)

Общее количество теплоты

\( Q = Q_1 + Q_2 \)

\( Q = 1008 \text{ кДж} + 460 \text{ кДж} = 1468 \text{ кДж} \)

Ответ: Для нагревания 3 кг воды до кипения и обращения 200 г воды в пар потребуется 1468 кДж теплоты.