Для решения этой задачи необходимо рассчитать энергию, требуемую для нагревания воды от 0 °C до 100 °C (кипения), и энергию, необходимую для испарения воды при 100 °C.
1. Нагревание воды от 0 °C до 100 °C:
Масса воды (m) = 5 кг
Удельная теплоемкость воды (c) = 4200 Дж/(кг·°C)
Изменение температуры (ΔT) = 100 °C - 0 °C = 100 °C
Количество теплоты (Q1) для нагревания:
$$Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T$$
$$Q_1 = 5 \text{ кг} \cdot 4200 \text{ Дж/(кг·°C)} \cdot 100 \text{ °C} = 2100000 \text{ Дж} = 2100 \text{ кДж}$$
2. Испарение воды при 100 °C:
Удельная теплота парообразования воды (L) = 2,26 × 106 Дж/кг
Количество теплоты (Q2) для испарения:
$$Q_2 = m \cdot L$$
$$Q_2 = 5 \text{ кг} \cdot 2.26 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} = 11300000 \text{ Дж} = 11300 \text{ кДж}$$
3. Общее количество энергии (Q):
$$Q = Q_1 + Q_2$$
$$Q = 2100 \text{ кДж} + 11300 \text{ кДж} = 13400 \text{ кДж} = 13400000 \text{ Дж}$$
Ответ: 13400000 Дж