Яка кількість теплоти необхідна, щоб довести до кипіння й повністю випарувати 5 кг води, взятої за температури 20 °С?
Ответы
Ответ:Кількість теплоти, щоб довести до кипіння й повністю випарувати 5 кг води, взятої за температури 20 °C, становить близько 1736500 кілоджоулів.
Объяснение:Для визначення кількості теплоти, необхідної для доведення до кипіння й повного випарування води, застосовується формула для розрахунку теплоти переходу фаз речовини:
\[Q = m \cdot (C_{\text{підн}} \cdot \Delta T + L_{\text{кип}})\]
де:
- \(Q\) - кількість теплоти,
- \(m\) - маса речовини (в даному випадку, 5 кг води),
- \(C_{\text{підн}}\) - питома теплоємність речовини (для води це 4200 Дж/кг°C),
- \(\Delta T\) - зміна температури (різниця між початковою та кінцевою температурами),
- \(L_{\text{кип}}\) - питома теплота пароутворення води (для води приблизно 2260 кДж/кг).
Початкова температура води - 20 °C, а температура кипіння - 100 °C. Отже, різниця температур \(\Delta T = 100 - 20 = 80°C\).
Підставимо ці значення у формулу:
\[Q = 5 \, \text{кг} \cdot (4200 \, \text{Дж/кг°C} \cdot 80°C + 2260 \, \text{кДж/кг})\]
Розрахуємо це:
\[Q = 5 \, \text{кг} \cdot (336000 \, \text{Дж} + 11300 \, \text{кДж}) = 1680000 \, \text{Дж} + 56500 \, \text{кДж}\]
\[Q = 1736500 \, \text{кДж}\]
Отже, для доведення до кипіння й повного випарування 5 кг води з температури 20 °C потрібно 1736500 кілоджоулів теплоти.