6. Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 750 г от 20°С до кипения и последующее образование пара массой 250 г?

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой:

$$Q = Q_{\text{нагр}} + Q_{\text{пар}},$$

где

• $$Q$$ - общее количество теплоты, \(\text{Дж}\),


• $$Q_{\text{нагр}}$$ - количество теплоты, необходимое для нагревания воды, \(\text{Дж}\),


• $$Q_{\text{пар}}$$ - количество теплоты, необходимое для парообразования воды, \(\text{Дж}\).

Количество теплоты, необходимое для нагревания воды, можно рассчитать по формуле:

$$Q_{\text{нагр}} = c \cdot m_{\text{воды}} \cdot (t_2 - t_1),$$

где

• $$c$$ - удельная теплоемкость воды, $$4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$$,


• $$m_{\text{воды}}$$ - масса воды, \(\text{кг}\),


• $$t_2$$ - конечная температура воды, \(\text{°C}\),


• $$t_1$$ - начальная температура воды, \(\text{°C}\).

Количество теплоты, необходимое для парообразования воды, можно рассчитать по формуле:

$$Q_{\text{пар}} = L \cdot m_{\text{пара}},$$

где

• $$L$$ - удельная теплота парообразования воды, $$2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$,


• $$m_{\text{пара}}$$ - масса пара, \(\text{кг}\).

В нашем случае:

• $$m_{\text{воды}} = 750 \text{ г} = 0,75 \text{ кг}$$,


• $$m_{\text{пара}} = 250 \text{ г} = 0,25 \text{ кг}$$,


• $$t_1 = 20 \text{ °C}$$,


• $$t_2 = 100 \text{ °C}$$,


• $$c = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$$,


• $$L = 2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$$.

Найдем количество теплоты, необходимое для нагревания воды:

$$Q_{\text{нагр}} = 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0,75 \text{ кг} \cdot (100 - 20) \text{ °C} = 252000 \text{ Дж}$$

Найдем количество теплоты, необходимое для парообразования воды:

$$Q_{\text{пар}} = 2,3 \cdot 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,25 \text{ кг} = 575000 \text{ Дж}$$

Найдем общее количество теплоты:

$$Q = 252000 \text{ Дж} + 575000 \text{ Дж} = 827000 \text{ Дж}$$

Ответ: 827000 Дж