Задание No3. В алюминиевой кастрюле массой 0,6 кг, начинают нагревать воду объемом 4 л от Дж 25ºС до полного испарения. (Салюм = 896- КГ.С' Своды = 4200 Дж -, r = 2.3 М). Определите: кг+С КГ a) Количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли до максимальной температуры;[1] b) Количество теплоты, необходимое для нагревания воды;[1] c) Количество теплоты, необходимое для испарения воды, взятой при температуре кипения;[1]
Ответы
Ответ:
Для решения данной задачи нам понадобится рассчитать три части:
а) Количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли до максимальной температуры;
б) Количество теплоты, необходимое для нагревания воды;
с) Количество теплоты, необходимое для испарения воды при температуре кипения.
а) Для начала рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли. Масса кастрюли (m) = 0,6 кг, удельная теплоемкость алюминия (Салюм) = 896 Дж/(кг·°С), и разница в температуре ΔT = (100 °C - 25 °C) = 75 °C.
Q1 = m * Салюм * ΔT
Q1 = 0,6 кг * 896 Дж/(кг·°С) * 75 °C
Q1 = 40 320 Дж
б) Затем рассчитаем количество теплоты, необходимое для нагревания воды. Масса воды (m) = объем * плотность = 4 л * 1000 г/л = 4000 г, удельная теплоемкость воды (Своды) = 4200 Дж/(кг·°С), и разница в температуре ΔT = (100 °C - 25 °C) = 75 °C.
Q2 = m * Своды * ΔT
Q2 = 4000 г * (1 кг / 1000 г) * 4200 Дж/(кг·°С) * 75 °C
Q2 = 1 575 000 Дж
с) Наконец, рассчитаем количество теплоты, необходимое для испарения воды при температуре кипения. Это можно сделать, используя уравнение:
Q3 = m * r
где m - масса воды, а r - удельная теплота испарения воды, которая равна 2.3 МДж/кг.
Q3 = 4000 г * (1 кг / 1000 г) * 2.3 МДж/кг
Q3 = 9 200 000 Дж
Итак, ответы на задачу:
а) Количество теплоты, необходимое для нагревания кастрюли до максимальной температуры, составляет 40 320 Дж.
б) Количество теплоты, необходимое для нагревания воды, составляет 1 575 000 Дж.
с) Количество теплоты, необходимое для испарения воды, взятой при температуре кипения, составляет 9 200 000 Дж.