Номер 2, страница 78 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

2. Какое количество теплоты необходимо для превращения в пар 200 г ртути, взятой при температуре 57 °С?

2. Дано:

Масса ртути $m = 200$ г

Начальная температура ртути $t_1 = 57$ °C

Удельная теплоемкость ртути (справочное значение) $c = 140$ Дж/(кг·°C)

Температура кипения ртути (справочное значение) $t_{кип} = 357$ °C

Удельная теплота парообразования ртути (справочное значение) $L = 2,9 \cdot 10^5$ Дж/кг

Перевод в систему СИ:

$m = 200 \text{ г} = 0,2 \text{ кг}$

Найти:

Количество теплоты $Q$

Решение:

Процесс превращения ртути в пар при заданных условиях состоит из двух этапов. Общее количество теплоты $Q$ равно сумме теплоты, необходимой для каждого этапа:

1. Нагревание жидкой ртути от начальной температуры $t_1$ до температуры кипения $t_{кип}$. Количество теплоты для этого этапа обозначается как $Q_1$.

2. Превращение всей массы ртути в пар при температуре кипения (парообразование). Количество теплоты для этого этапа обозначается как $Q_2$.

Общее количество теплоты находится по формуле:

$Q = Q_1 + Q_2$

Рассчитаем количество теплоты для каждого этапа.

1. Количество теплоты, необходимое для нагревания ртути, вычисляется по формуле:

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

Подставим известные значения в формулу:

$Q_1 = 140 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 0,2 \text{ кг} \cdot (357 \text{ °C} - 57 \text{ °C})$

$Q_1 = 140 \cdot 0,2 \cdot 300 = 8400 \text{ Дж}$

2. Количество теплоты, необходимое для парообразования ртути, взятой при температуре кипения, вычисляется по формуле:

$Q_2 = L \cdot m$

Подставим известные значения в формулу:

$Q_2 = 2,9 \cdot 10^5 \, \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} \cdot 0,2 \text{ кг} = 58000 \text{ Дж}$

3. Теперь найдем общее количество теплоты, суммируя $Q_1$ и $Q_2$:

$Q = Q_1 + Q_2 = 8400 \text{ Дж} + 58000 \text{ Дж} = 66400 \text{ Дж}$

Полученный результат можно также выразить в килоджоулях (кДж):

$66400 \text{ Дж} = 66,4 \text{ кДж}$

Ответ: необходимое количество теплоты составляет $66400$ Дж или $66,4$ кДж.