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

Для решения этой задачи нам потребуется рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды от начальной температуры до температуры кипения, а затем количество теплоты, необходимое для испарения этой воды.

Дано:

• Масса воды, (m = 4) кг
• Начальная температура, (T_1 = 10) °C
• Температура кипения воды, (T_2 = 100) °C
• Удельная теплоемкость воды, (c = 4200) Дж/(кг·°C)
• Удельная теплота парообразования воды, (L = 2.3 \cdot 10^6) Дж/кг

Сначала найдем количество теплоты (Q_1), необходимое для нагрева воды от (10) °C до (100) °C:

$$ Q_1 = mc(T_2 - T_1) $$ $$ Q_1 = 4 \cdot 4200 \cdot (100 - 10) = 4 \cdot 4200 \cdot 90 = 1512000 \text{ Дж} $$

Теперь найдем количество теплоты (Q_2), необходимое для испарения воды:

$$ Q_2 = mL $$ $$ Q_2 = 4 \cdot 2.3 \cdot 10^6 = 9200000 \text{ Дж} $$

Общее количество теплоты (Q) равно сумме (Q_1) и (Q_2):

$$ Q = Q_1 + Q_2 $$ $$ Q = 1512000 + 9200000 = 10712000 \text{ Дж} $$

Переведем в мегаджоули:

$$ Q = 10.712 \text{ МДж} $$ Ответ: 10.712 МДж