Определите количество стоградусного пара, которое необходимо для нагревания 20 л воды от температуры...

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой теплоемкости: Q = mcΔT, где Q - количество теплоты, необходимое для нагревания вещества, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

У нас дана масса воды - 20 л, что составляет 20 кг (так как плотность воды 1 кг/л), начальная температура - 15°C, конечная температура - 65°C. Удельная теплоемкость воды c = 4186 Дж/(кг*°C).

Найдем ΔT = 65 - 15 = 50°C.

Теперь можем найти количество теплоты: Q = 20 4186 50 = 4186000 Дж.

Теперь переведем джоули в стоградусные пары. 1 стоградусный пар = 4,1868 Дж.

Количество стоградусных паров: 4186000 / 4,1868 ≈ 999997,6 стоградусных пар.

Итак, для нагревания 20 л воды от температуры 15 до 65°C понадобится примерно 999998 стоградусных паров.

Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение теплового баланса. В данном случае мы нагреваем воду за счет конденсации стоградусного пара. Находим количество теплоты, необходимое для нагрева воды, и количество теплоты, выделяемое паром при конденсации и охлаждении до конечной температуры.

1. Вычислите количество теплоты, необходимое для нагрева воды:

Количество теплоты, необходимое для нагрева воды, можно рассчитать по формуле:

[ Q{\text{вода}} = m{\text{вода}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot \Delta T ]

где:

• ( m_{\text{вода}} ) — масса воды, кг,
• ( c_{\text{вода}} ) — удельная теплоемкость воды, ( 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} ),
• ( \Delta T ) — изменение температуры, ( \Delta T = 65 - 15 = 50 \, \text{°C} ).

Масса воды ( m_{\text{вода}} ) составляет 20 литров, что эквивалентно 20 кг, так как плотность воды примерно равна 1 кг/л.

Теперь подставим значения в формулу:

[ Q_{\text{вода}} = 20 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/(кг} \cdot \text{°C)} \cdot 50 \, \text{°C} = 4180 \, \text{кДж} ]

1. Вычислите количество пара, необходимое для выделения этого количества теплоты:

При конденсации стоградусного пара выделяется теплота, равная удельной теплоте парообразования. После конденсации вода будет охлаждаться от 100°C до 65°C.

Количество теплоты, выделяемое при конденсации пара:

[ Q{\text{пар, конд}} = m{\text{пар}} \cdot L ]

где:

• ( m_{\text{пар}} ) — масса пара, кг,
• ( L ) — удельная теплота парообразования, ( 2260 \, \text{кДж/кг} ).

Количество теплоты, выделяемое при охлаждении конденсировавшейся воды:

[ Q{\text{пар, охл}} = m{\text{пар}} \cdot c_{\text{вода}} \cdot (100 - 65) ]

Теперь составим уравнение теплового баланса:

[ Q{\text{вода}} = Q{\text{пар, конд}} + Q_{\text{пар, охл}} ]

[ 4180 = m{\text{пар}} \cdot 2260 + m{\text{пар}} \cdot 4.18 \cdot 35 ]

[ 4180 = m_{\text{пар}} \cdot (2260 + 146.3) ]

[ 4180 = m_{\text{пар}} \cdot 2406.3 ]

Теперь найдем массу пара ( m_{\text{пар}} ):

[ m_{\text{пар}} = \frac{4180}{2406.3} \approx 1.737 \, \text{кг} ]

Таким образом, необходимо примерно 1.737 кг стоградусного пара для нагревания 20 литров воды от 15°C до 65°C.

Для нагревания 20 л воды от температуры 15 до 65 градусов Цельсия необходимо 3000 кДж теплоты.