Номер 885, страница 96 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

8 класс. Тепловые явления. 35. Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение её при конденсации пара. Кипение. Удельная теплота парообразования и конденсации - номер 885, страница 96.

Решение.

Дано:

$m = 1$ кг (масса воды)
$t_1 = 0$ °C (начальная температура воды)
$t_2 = 100$ °C (конечная температура пара)
$c = 4200$ $\frac{Дж}{кг \cdot °C}$ (удельная теплоемкость воды, табличное значение)
$L = 2,3 \cdot 10^6$ $\frac{Дж}{кг}$ (удельная теплота парообразования воды, табличное значение)

Найти:

$\text{Q}$ — общее количество теплоты.

Решение:

Процесс превращения воды при 0 °C в пар при 100 °C состоит из двух последовательных этапов. Общее количество теплоты $\text{Q}$ будет равно сумме теплоты, необходимой для каждого этапа: $Q = Q_1 + Q_2$.

1. Нагревание воды от начальной температуры $t_1$ до температуры кипения $t_2$. Количество теплоты $Q_1$, необходимое для этого, вычисляется по формуле:

$Q_1 = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1)$

Подставим в формулу известные значения:

$Q_1 = 4200 \frac{Дж}{кг \cdot °C} \cdot 1 \text{ кг} \cdot (100 \text{ °C} - 0 \text{ °C}) = 4200 \cdot 100 \text{ Дж} = 420000 \text{ Дж}$.

2. Превращение всей массы воды в пар при постоянной температуре кипения (100 °C). Количество теплоты $Q_2$, необходимое для этого фазового перехода (парообразования), вычисляется по формуле:

$Q_2 = L \cdot m$

Подставим в формулу известные значения:

$Q_2 = 2,3 \cdot 10^6 \frac{Дж}{кг} \cdot 1 \text{ кг} = 2300000 \text{ Дж}$.

3. Теперь найдем общее количество теплоты, просуммировав теплоту, затраченную на обоих этапах:

$Q = Q_1 + Q_2 = 420000 \text{ Дж} + 2300000 \text{ Дж} = 2720000 \text{ Дж}$.

Для удобства представим результат в мегаджоулях (МДж), учитывая, что $1 \text{ МДж} = 10^6 \text{ Дж}$:

$Q = \frac{2720000}{1000000} \text{ МДж} = 2,72 \text{ МДж}$.

Ответ: для превращения 1 кг воды, взятой при 0 °C, в пар при 100 °C, потребуется 2,72 МДж теплоты.