Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75 кг от 20 до 100 °С и последующее образование пара массой 250 г? (Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С), удельная теплота парообразования воды 2,3 * 10^6 Дж/кг)

Решение:

Для решения этой задачи необходимо рассчитать энергию, затраченную на два этапа:

1. Нагревание воды от 20°С до 100°С.

2. Превращение воды при 100°С в пар.

Этап 1: Нагревание воды

Используем формулу:

\( Q_1 = c \cdot m_{воды} \cdot \Delta T \)

Где:

• \( c = 4200 \, Дж/(кг · °С) \)
• \( m_{воды} = 0.75 \, кг \)
• \( \Delta T = 100 °С - 20 °С = 80 °С \)

\( Q_1 = 4200 \, \frac{Дж}{кг · °С} \cdot 0.75 \, кг \cdot 80 \, °С = 252000 \, Дж \)

Этап 2: Превращение воды в пар

Используем формулу:

\( Q_2 = L \cdot m_{пара} \)

Где:

• \( L = 2.3 \cdot 10^6 \, Дж/кг \)
• \( m_{пара} = 250 \, г = 0.25 \, кг \) (переводим граммы в килограммы)

\( Q_2 = 2.3 \cdot 10^6 \, \frac{Дж}{кг} \cdot 0.25 \, кг = 0.575 \cdot 10^6 \, Дж = 575000 \, Дж \)

Общая энергия:

\( Q_{общ} = Q_1 + Q_2 \)

\( Q_{общ} = 252000 \, Дж + 575000 \, Дж = 827000 \, Дж \)

Переведем в кДж:

\( Q_{общ} = \frac{827000}{1000} \, кДж = 827 \, кДж \)

Ответ: 827000 Дж или 827 кДж.