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.
