Какое количество теплоты надо передать 30 г воды, взятой при 0°С, чтобы нагреть ее до температуры кипения...

Для расчета количества теплоты, необходимого для нагревания 30 г воды от 0°C до температуры кипения (100°C) и последующего превращения ее в пар, мы должны учитывать два процесса: нагревание воды и испарение.

1. Нагревание воды: Сначала определим количество теплоты, необходимое для нагревания воды от 0°C до 100°C. Для этого воспользуемся формулой: Q1 = m c ΔT, где m - масса воды (30 г), c - удельная теплоемкость воды (4,186 Дж/(г*°C)), ΔT - изменение температуры (100°C - 0°C = 100°C).

Q1 = 30 г 4,186 Дж/(г°C) * 100°C = 12 558 Дж.

1. Испарение воды: Теперь определим количество теплоты, необходимое для превращения всей воды в пар. Для этого воспользуемся формулой: Q2 = m * L, где m - масса воды (30 г), L - удельная теплота испарения воды (2260 кДж/кг).

Q2 = 30 г * 2,26 кДж/г = 67,8 кДж.

Теперь сложим полученные значения теплоты: Q = Q1 + Q2 = 12 558 Дж + 67,8 кДж = 12 625,8 кДж.

Таким образом, для нагревания 30 г воды от 0°C до температуры кипения и последующего превращения ее в пар при нормальном атмосферном давлении потребуется 12 625,8 кДж теплоты.

Чтобы рассчитать количество теплоты, необходимое для нагрева воды от 0°C до температуры кипения и её последующего превращения в пар при нормальном атмосферном давлении, нужно учесть два этапа:

1. Нагрев воды от 0°C до 100°C:

   • Для этого используется удельная теплоёмкость воды, которая составляет ( c = 4.18 \, \text{Дж/(г°C)} ).
   • Формула для расчёта количества теплоты на этом этапе: [ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T ] где:
     • ( m = 30 \, \text{г} ) — масса воды,
     • ( \Delta T = 100°C - 0°C = 100°C ).

   Подставим значения в формулу: [ Q_1 = 30 \, \text{г} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(г°C)} \cdot 100°C = 12540 \, \text{Дж} ]

2. Преобразование воды в пар при 100°C:

   • Здесь используется удельная теплота парообразования воды, которая составляет ( L = 2260 \, \text{Дж/г} ).
   • Формула для расчёта количества теплоты на этом этапе: [ Q_2 = m \cdot L ] Подставим значения: [ Q_2 = 30 \, \text{г} \cdot 2260 \, \text{Дж/г} = 67800 \, \text{Дж} ]

3. Общее количество теплоты:

   • Суммируем количества теплоты, рассчитанные на обоих этапах: [ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 12540 \, \text{Дж} + 67800 \, \text{Дж} = 80340 \, \text{Дж} ]

Таким образом, чтобы нагреть 30 г воды от 0°C до температуры кипения и полностью превратить её в пар, необходимо передать ( 80340 \, \text{Дж} ) теплоты.