Определить количество теплоты, необходимое для обращения в пар 1 литр воды, взятой при 0 градусов

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для обращения 1 литра воды при 0C0 raised to the composed with power cap C в пар потребуется 2,68 МДж теплоты. Шаг 1: Определение массы воды Для расчетов необходимо перевести объем воды в массу. Зная, что плотность воды ρ=1000rho equals 1000 кг/м3к г / м cubed, а объем V=1cap V equals 1 л =0,001equals 0 comma 001 м3м cubed, находим массу: m=ρV=10000,001=1 кгm equals rho center dot cap V equals 1000 center dot 0 comma 001 equals 1 кгШаг 2: Нагрев воды до температуры кипения Прежде чем превратить воду в пар, ее необходимо нагреть от T1=0Ccap T sub 1 equals 0 raised to the composed with power cap C до температуры кипения T2=100Ccap T sub 2 equals 100 raised to the composed with power cap C. Количество теплоты для нагрева рассчитывается по формуле: Q1=cm(T2T1)cap Q sub 1 equals c center dot m center dot open paren cap T sub 2 minus cap T sub 1 close parenИспользуя удельную теплоемкость воды c=4200c equals 4200 Дж/(кгC)Д ж / open paren к г center dot raised to the composed with power cap C close paren: Q1=42001(1000)=420000 Джcap Q sub 1 equals 4200 center dot 1 center dot open paren 100 minus 0 close paren equals 420000 ДжШаг 3: Парообразование После достижения 100C100 raised to the composed with power cap C вся энергия будет уходить на разрушение межмолекулярных связей (фазовый переход). Количество теплоты для испарения: Q2=Lmcap Q sub 2 equals cap L center dot mГде Lcap L — удельная теплота парообразования воды (примем L=2,26106cap L equals 2 comma 26 center dot 10 to the sixth power Дж/кгД ж / к г): Q2=2,261061=2260000 Джcap Q sub 2 equals 2 comma 26 center dot 10 to the sixth power center dot 1 equals 2260000 ДжШаг 4: Расчет общего количества теплоты Суммарная энергия складывается из затрат на нагрев и на испарение: Qtotal=Q1+Q2cap Q sub t o t a l end-sub equals cap Q sub 1 plus cap Q sub 2 Qtotal=420000+2260000=2680000 Джcap Q sub t o t a l end-sub equals 420000 plus 2260000 equals 2680000 ДжПереведем результат в мегаджоули: 2,68 МДж2 comma 68 МДж. Ответ: Для превращения 1 литра воды при температуре 0C0 raised to the composed with power cap C в пар необходимо затратить 2 680 000 Дж (или 2,68 МДж) тепловой энергии. Уточните, требуется ли выполнить аналогичный расчет с учетом теплопотерь или при измененном атмосферном давлении?

Форма ответа

Ваш аватар