Для того чтобы нагреть (100 \, ext{г}) воды с начальной температурой (20 \, ext{°C}) до температуры кипения ((100 \, ext{°C})), нам необходимо учитывать два этапа:
Нагревание воды: Для этого используется формула (Q = mc\Delta T), где:
(Q) — количество теплоты,
(m = 0.1 \, ext{кг}) (масса воды),
(c = 4,186 \, ext{Дж/(г °C)}) — удельная теплоемкость воды,
(\Delta T = (100 - 20) \, ext{°C} = 80 \, ext{°C}) — изменение температуры.
Подставляем данные в формулу:
[
Q = 0.1 \, ext{кг} imes 4,186 \, ext{Дж/(г °C)} imes 80 \, ext{°C} = 33,488 \, ext{Дж}
]
Парообразование: Для превращения воды в пар при (100 \, ext{°C}) необходимо рассмотреть процесс парообразования, на который затрачивается тепло по формуле (Q = mL), где:
(L = 2260 \, ext{кДж/кг}) — удельная теплота парообразования для воды.
Подставляем данные:
[
Q = 0.1 \, ext{кг} imes 2260 \, ext{кДж/кг} = 226 \, ext{кДж} = 226,000 \, ext{Дж}
]
Итог: Общее количество теплоты, необходимое для нагрева и испарения (100 \, ext{г}) воды:
[Q_{ ext{total}} = 33,488 \, ext{Дж} + 226,000 \, ext{Дж} = 259,488 \, ext{Дж}]
Это расчет демонстрирует, что для полной обработки требуется значительное количество энергии, чтобы довести воду до кипения и испарить её. Данную информацию можно использовать в экспериментах и расчетах, связанных с изменением фаз вещества.
Категория: Физика
Теги: термодинамика, теплоемкость, изменения фаз, водяной пар