Question

A) 627 Вода массой 2кг налита в сосуд и имеет температуру 10 °С. Какое количество теплоты необходимо затратить чтобы превратить ее в пар? Температура кипения воды 100 °С. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/кг°С. Удельная теплота парообразования воды 2250000 Дж/кг. Постройте график данного процесса. ​

Answer 1

Для вирішення цієї задачі нам потрібно розрахувати теплоту, яка необхідна для перетворення 2 кг води при 10 °C в пар при температурі кипіння, яка становить 100 °C. Ми можемо використовувати принцип консервації енергії:

Q = mcΔT

де:
Q - кількість теплоти (джоулів),
m - маса (кг),
c - удельна теплоємність води (Дж/кг·°C),
ΔT - зміна температури (°C).

Спершу розрахуємо кількість теплоти, необхідну для підігріву 2 кг води з 10 °C до 100 °C:

Q1 = 2 кг * 4200 Дж/кг·°C * (100 °C - 10 °C) = 840,000 Дж

Тепер розрахуємо кількість теплоти, необхідну для перетворення цієї води в пар при температурі кипіння. Для цього використаємо удельну теплоту пароутворення:

Q2 = m * L

де L - удельна теплота пароутворення води (Дж/кг).

Q2 = 2 кг * 2250000 Дж/кг = 4,500,000 Дж

Загальна кількість теплоти, необхідна для перетворення води при 10 °C в пар при 100 °C:

Q = Q1 + Q2 = 840,000 Дж + 4,500,000 Дж = 5,340,000 Дж

Тепер ми знаємо, що для цього процесу потрібно 5,340,000 Дж тепла. Щоб побудувати графік процесу, потрібно визначити, як змінюється кількість тепла з часом. Цей графік буде показувати, як тепло поступово збільшується, доки вода не перейде в пар.