Яка кількість теплоти необхідна для перетворення води масою 0,2 кг у
пару при температурі 100 0 С? (1 бал).
2. Яку кількість теплоти необхідно витратити, щоб 2 кг води, взятої при
температурі 20 0 С, довести до кипіння і повністю випарувати?
3. На скільки градусів можна нагріти 10 л води за рахунок енергії, що
виділяється під час конденсації 1 кг водяної пари, взятої за 100 0 С?
4. Яка кількість теплоти необхідна, щоб розплавити 500 г льоду, взятого
при температурі -10 °С, а потім воду нагріти до 20 ?
Ответы
Ответ:
1. Для перетворення води у пару при 100 °C необхідно витратити під час фазового переходу масу води на водяну пару, використовуючи формулу:
Q = m * L
де Q - кількість теплоти, m - маса води, L - теплота пароутворення.
Для води L = 2,26 * 10^6 Дж/кг.
Отже,
Q = 0,2 кг * 2,26 * 10^6 Дж/кг = 452 000 Дж.
Таким чином, потрібно витратити 452 000 Дж теплоти для перетворення 0,2 кг води у пару при 100 °C.
2. Для нагрівання води до кипіння і повного випарування потрібно враховувати дві частини:
а) нагрівання води до кипіння:
Q1 = m * c * ΔT
де Q1 - кількість теплоти, m - маса води, c - специфічна теплоємність води, ΔT - зміна температури.
Для води c = 4,186 Дж/(г·°C) (в кг це буде 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C)).
Отже,
Q1 = 2 кг * 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C) * (100 °C - 20 °C) = 677,6 кДж.
б) випарування води:
Q2 = m * L
де Q2 - кількість теплоти, m - маса води, L - теплота пароутворення.
Для води L = 2,26 * 10^6 Дж/кг.
Отже,
Q2 = 2 кг * 2,26 * 10^6 Дж/кг = 4520000 Дж.
Отже, загальна кількість теплоти, необхідна для нагрівання та випарування 2 кг води, становить:
Q = Q1 + Q2 = 677,6 кДж + 4520000 Дж = 5197700 Дж.
3. Кількість енергії, що виділяється під час конденсації 1 кг водяної пари, за умови, що вона береся при 100 °C і знаходиться у рідкому стані при початковій температурі, обчислюється за формулою:
Q = m * L
де Q - кількість теплоти, m - маса водяної пари, L - теплота конденсації.
Для водяної пари L = 2,26 * 10^6 Дж/кг.
Отож,
Q = 1 кг * 2,26 * 10^6 Дж/кг = 2 260 000 Дж.
Щоб обчислити зміну температури, використаємо формулу:
Q = m * c * ΔT
де Q - кількість теплоти, m - маса води, c - специфічна теплоємність води, ΔT - зміна температури.
Припустимо, що маса води m = 10 л = 10 кг. Специфічна теплоємність води c = 4,186 Дж/(г·°C) (в кг це буде 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C)).
Отже,
Q = 10 кг * 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C) * ΔT
ΔT = Q / (10 кг * 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C)) = 2 260 000 Дж / (10 кг * 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C))
ΔT ≈ 54 °C.
Таким чином, вода може бути нагріта на приблизно 54 °C за рахунок енергії, що виділяється під час конденсації 1 кг водяної пари, взятої за 100 °C.
4. Для розплавлення льоду і нагрівання води необхідно враховувати дві частини:
а) розплавлення льоду:
Q1 = m * Lf
де Q1 - кількість теплоти, m - маса льоду, Lf - теплота плавлення.
Для льоду Lf = 334 000 Дж/кг.
Отже,
Q1 = 500 г * 334 000 Дж/кг = 167 000 Дж.
б) нагрівання води до 20 °C:
Q2 = m * c * ΔT
де Q2 - кількість теплоти, m - маса води, c - специфічна теплоємність води, ΔT - зміна температури.
Для води c = 4,186 Дж/(г·°C) (в кг це буде 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C)).
Отже,
Q2 = (500 г + 500 г) * 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C) * (20 °C - (-10 °C))
= 1000 г * 4,186 * 10^3 Дж/(кг·°C) * 30 °C
= 125 580 000 Дж.
Отже, загальна кількість теплоти, необхідна для розплавлення 500 г льоду при -10 °C і нагрівання води до 20 °C, становить:
Q = Q1 + Q2 =...
Объяснение:
Сподіваюся допоміг
Відповідь:
1. 0,46 МДж
2) Q1+Q2+Q3
3) 54,8°c
Послідне не знаю вибач