Открытый сосуд с водой, температура которой равна 20 ∘С, поставили на электроплиту. Через 8 минут вода закипела. Сколько еще времени нужно, чтобы вся вода превратилась в пар? Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг⋅К), удельная теплота парообразования воды составляет 2,1 МДж/кг. Расходами энергии на нагревание сосуда и окружающей среды пренебречь
Для того чтобы вся вода превратилась в пар, нужно дополнительно подать энергию на испарение.
Первоначально у воды была температура 20 ∘C, чтобы закипеть, нужно было подать энергию на нагревание до точки кипения. Тепловая емкость Q1, которая была подана на нагревание воды:
Q1 = m c Δt
Где: m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг⋅К), Δt - изменение температуры (100 ∘C - 20 ∘C = 80 ∘C).
Далее, для испарения всей воды, нужно дополнительно подать энергию Q2:
Q2 = m * L
Где: L - удельная теплота парообразования воды 2,1 МДж/кг = 2100 кДж/кг.
Так как масса воды остается const, Q1 = Q2:
m c Δt = m * L
4200 * 80 = 2100 336000 = 2100 m = 160 г
За 8 минут вся вода прогрелась до 100 ∘C. Чтобы испарить всю воду нужно еще 2100 Дж/г * 160 г = 336000 Дж С учетом, что обогревание до 100 ∘С учтено ранее, то сколько осталось дополнительно 336000 Дж/ (200 Вт) = 1680 секунд или 28 минут renderer.
Для того чтобы вся вода превратилась в пар, нужно дополнительно подать энергию на испарение.
Первоначально у воды была температура 20 ∘C, чтобы закипеть, нужно было подать энергию на нагревание до точки кипения. Тепловая емкость Q1, которая была подана на нагревание воды:
Q1 = m c Δt
Где:
m - масса воды,
c - удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг⋅К),
Δt - изменение температуры (100 ∘C - 20 ∘C = 80 ∘C).
Далее, для испарения всей воды, нужно дополнительно подать энергию Q2:
Q2 = m * L
Где:
L - удельная теплота парообразования воды 2,1 МДж/кг = 2100 кДж/кг.
Так как масса воды остается const, Q1 = Q2:
m c Δt = m * L
4200 * 80 = 2100
336000 = 2100
m = 160 г
За 8 минут вся вода прогрелась до 100 ∘C. Чтобы испарить всю воду нужно еще 2100 Дж/г * 160 г = 336000 Дж
С учетом, что обогревание до 100 ∘С учтено ранее, то сколько осталось дополнительно
336000 Дж/ (200 Вт) = 1680 секунд или 28 минут renderer.