1) Сколько теплоты было потребовано для нагрева 2 кг воды от 20°С до кипения, если 0,5 кг превратилось в пар? 2) Какова

1) Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать формулу для расчета теплоты, необходимой для нагрева или охлаждения вещества:

\[ Q = mc\Delta T \]

где:
Q - теплота,
m - масса вещества,
c - удельная теплоемкость вещества,
\(\Delta T\) - изменение температуры.

В данном случае у нас есть две части задачи: нагрев воды и испарение части воды.

1) Нагрев воды:
Масса воды, \(m_1 = 2\) кг
Начальная температура, \(T_1 = 20^\circ\)C
Конечная температура, \(T_2 = 100^\circ\)C (точка кипения воды)

Удельная теплоемкость воды, \(c_1 = 4,186 \, \text{Дж/(г}\cdot^\circ\text{C)}\), так как это значение относится к воде.

Применяя формулу, мы получаем:

\[ Q_1 = m_1 \cdot c_1 \cdot (T_2 - T_1) \]

\[ Q_1 = 2 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot 4,186 \, \text{Дж/(г}\cdot^\circ\text{C)} \cdot (100 - 20)^\circ\text{C} \]

\[ Q_1 = 2 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot 4,186 \, \text{Дж/(г}\cdot^\circ\text{C)} \cdot 80^\circ\text{C} \]

\[ Q_1 = 668,8 \cdot 10^3 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для нагрева воды потребовалось 668,8 кДж теплоты.

2) Испарение воды:
Масса испарившейся воды, \(m_2 = 0,5\) кг

Удельная теплота испарения воды, \(L = 2,257 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг}\)

Для расчета теплоты, потребованной для испарения воды, используем формулу:

\[ Q_2 = m_2 \cdot L \]

\[ Q_2 = 0,5 \cdot 10^3 \, \text{г} \cdot 2,257 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг} \]

\[ Q_2 = 1,1285 \cdot 10^6 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для испарения воды потребовалось 1,1285 МДж теплоты.

Итоговая теплота, потребованная для нагрева 2 кг воды от 20°C до кипения, равна сумме теплоты для нагрева воды и теплоты для испарения воды:

\[ Q = Q_1 + Q_2 = 668,8 \, \text{кДж} + 1,1285 \, \text{МДж} \]

\[ Q = 1796,8 \, \text{кДж} \]

Таким образом, для нагрева 2 кг воды от 20°C до кипения потребуется 1796,8 кДж теплоты.

2) Чтобы рассчитать эффективность двигателя, мы будем использовать следующую формулу:

\[ \text{Эффективность} = \frac{\text{Выходная работа}}{\text{Входная теплота}} \times 100\% \]

В данном случае у нас есть следующие данные:
Масса горючего, \(m = 0,5\) кг
Теплота сгорания горючего, \(Q_{\text{горючего}}\)

Полезная работа, \(W\)

Теплота сгорания горючего можно рассчитать, умножив массу горючего на теплоту сгорания:

\[ Q_{\text{горючего}} = m \cdot Q_{\text{сгорания}} \]

Используя заданные значения, мы можем рассчитать теплоту сгорания горючего.

Выходная работа и входная теплота связаны следующим образом:

\[ \text{Выходная работа} = \text{Входная теплота} - \text{Потери энергии} \]

Таким образом, эффективность можно рассчитать:

\[ \text{Эффективность} = \frac{W}{Q_{\text{горючего}}} \times 100\% \]

Подставив известные значения, мы можем вычислить эффективность двигателя.