Номер 16, страница 243 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Задачи для повторения - номер 16, страница 243.

16. Какое количество теплоты потребуется, чтобы довести до кипения 4 кг воды, находящейся при температуре 10 °С, и полностью испарить её?

Дано:

$m = 4 \, \text{кг}$
$t_1 = 10 \, \text{°C}$
$t_2 = 100 \, \text{°C}$ (температура кипения воды)
$c = 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}}$ (удельная теплоемкость воды)
$L = 2,3 \cdot 10^6 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}$ (удельная теплота парообразования воды)

Найти:

$Q$ — общее количество теплоты.

Решение:

Чтобы найти общее количество теплоты, необходимое для нагрева воды и ее последующего испарения, нужно сложить количество теплоты, затраченное на каждый из этих процессов.

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

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

2. Количество теплоты $Q_2$, необходимое для полного испарения (парообразования) воды при температуре кипения, вычисляется по формуле:

$Q_2 = L \cdot m$

3. Общее количество теплоты $Q$ равно сумме $Q_1$ и $Q_2$:

$Q = Q_1 + Q_2 = c \cdot m \cdot (t_2 - t_1) + L \cdot m$

Подставим числовые значения в формулы:

$Q_1 = 4200 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 4 \, \text{кг} \cdot (100 \, \text{°C} - 10 \, \text{°C}) = 16800 \cdot 90 = 1 \, 512 \, 000 \, \text{Дж}$

$Q_2 = 2,3 \cdot 10^6 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 4 \, \text{кг} = 9,2 \cdot 10^6 \, \text{Дж} = 9 \, 200 \, 000 \, \text{Дж}$

$Q = 1 \, 512 \, 000 \, \text{Дж} + 9 \, 200 \, 000 \, \text{Дж} = 10 \, 712 \, 000 \, \text{Дж}$

Результат можно выразить в мегаджоулях (МДж):

$10 \, 712 \, 000 \, \text{Дж} = 10,712 \, \text{МДж}$

Ответ: потребуется $10 \, 712 \, 000 \, \text{Дж}$ или $10,712 \, \text{МДж}$ теплоты.