Для превращения 400 г воды с начальной температурой 100°C в пар, необходимо затратить теплоту на испарение и на нагревание воды до точки кипения.
На нагревание воды до точки кипения: Сначала определим теплоту, необходимую для нагревания 400 г воды до точки кипения (100°C): Q1 = m c ΔT, где: m = 400 г, c = 4.18 Дж/(г*°C) - удельная теплоемкость воды, ΔT = 100°C (температура воды увеличивается от 0°C до 100°C).
Q1 = 400 г 4.18 Дж/(г°C) * 100°C = 167200 Дж
На испарение жидкости: Далее, определим теплоту, необходимую для испарения 400 г воды: Q2 = m * L, где: m = 400 г, L - теплота парообразования для воды при 100°C.
По таблице физических величин, теплота парообразования для воды при 100°C равна 2260 кДж/кг = 2260 Дж/г.
Q2 = 400 г * 2260 Дж/г = 904000 Дж
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 400 г воды при 100°C в пар, равно сумме теплоты на нагревание воды до точки кипения и теплоте на испарение: Q = Q1 + Q2 = 167200 Дж + 904000 Дж = 1073200 Дж.
Для превращения 400 г воды с начальной температурой 100°C в пар, необходимо затратить теплоту на испарение и на нагревание воды до точки кипения.
На нагревание воды до точки кипения:Сначала определим теплоту, необходимую для нагревания 400 г воды до точки кипения (100°C):
Q1 = m c ΔT,
где:
m = 400 г,
c = 4.18 Дж/(г*°C) - удельная теплоемкость воды,
ΔT = 100°C (температура воды увеличивается от 0°C до 100°C).
Q1 = 400 г 4.18 Дж/(г°C) * 100°C = 167200 Дж
На испарение жидкости:Далее, определим теплоту, необходимую для испарения 400 г воды:
Q2 = m * L,
где:
m = 400 г,
L - теплота парообразования для воды при 100°C.
По таблице физических величин, теплота парообразования для воды при 100°C равна 2260 кДж/кг = 2260 Дж/г.
Q2 = 400 г * 2260 Дж/г = 904000 Дж
Таким образом, общее количество теплоты, необходимое для превращения 400 г воды при 100°C в пар, равно сумме теплоты на нагревание воды до точки кипения и теплоте на испарение:
Q = Q1 + Q2 = 167200 Дж + 904000 Дж = 1073200 Дж.
Итак, необходимо затратить 1073200 Дж теплоты.