Номер 7, страница 51, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 3. Изменение агрегатных состояний вещества. Параграф 20. Удельная теплота парообразования. Кипение - номер 7, страница 51.

Условие.

7. Сколько энергии при нормальном атмосферном давлении надо израсходовать на нагревание 750 г воды от 5 °С до температуры кипения и на дальнейшее образование 250 г водяного пара?

Ответ: ________.

Решение.

Дано:

Масса воды для нагрева, $m_1 = 750 \, \text{г} = 0.75 \, \text{кг}$

Масса воды для парообразования, $m_2 = 250 \, \text{г} = 0.25 \, \text{кг}$

Начальная температура воды, $t_1 = 5 \, \text{°C}$

Давление — нормальное атмосферное, следовательно, температура кипения воды $t_{кип} = 100 \, \text{°C}$.

Удельная теплоемкость воды, $c = 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$

Удельная теплота парообразования воды, $L = 2.3 \cdot 10^6 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$

Найти:

Общее количество энергии $Q_{общ}$

Решение:

Процесс состоит из двух этапов. Общее количество энергии, которое необходимо израсходовать, равно сумме энергии, затраченной на каждом этапе.

$Q_{общ} = Q_1 + Q_2$

1. Сначала найдем количество энергии $Q_1$, необходимое для нагревания всей массы воды ($m_1$) от начальной температуры $t_1$ до температуры кипения $t_{кип}$.

Формула для расчета количества теплоты при нагревании:

$Q_1 = c \cdot m_1 \cdot (t_{кип} - t_1)$

Подставим числовые значения:

$Q_1 = 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0.75 \, \text{кг} \cdot (100 \, \text{°C} - 5 \, \text{°C}) = 3150 \cdot 95 = 299250 \, \text{Дж}$

2. Затем найдем количество энергии $Q_2$, необходимое для превращения $m_2 = 250 \, \text{г}$ воды в пар при температуре кипения.

Формула для расчета количества теплоты при парообразовании:

$Q_2 = L \cdot m_2$

Подставим числовые значения:

$Q_2 = 2.3 \cdot 10^6 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0.25 \, \text{кг} = 575000 \, \text{Дж}$

3. Теперь сложим полученные значения, чтобы найти общую затраченную энергию:

$Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 299250 \, \text{Дж} + 575000 \, \text{Дж} = 874250 \, \text{Дж}$

Переведем результат в килоджоули для удобства:

$874250 \, \text{Дж} = 874.25 \, \text{кДж}$

Ответ: необходимо израсходовать $874250 \, \text{Дж}$ (или $874.25 \, \text{кДж}$) энергии.