1. Сколько теплоты потребуется, чтобы превратить 200 г воды в пар при кипении? Удельная теплота парообразования воды

Задача 1. Для решения этой задачи мы можем использовать формулу:

\[ Q = m \cdot L \]

где \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса вещества, \( L \) - удельная теплота парообразования.

Масса воды равна 200 г, а удельная теплота парообразования воды составляет \( 2,3 \times 10^6 \) Дж/кг.

Чтобы рассчитать количество теплоты, потребующейся для превращения 200 г воды в пар, необходимо умножить массу на удельную теплоту парообразования:

\[ Q = 200 \, \text{г} \times 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 4,6 \times 10^8 \, \text{Дж} \]

Таким образом, для превращения 200 г воды в пар потребуется \( 4,6 \times 10^8 \) Дж теплоты.

Задача 2. В этой задаче нам необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для плавления 400 г льда при температуре -20 градусов Цельсия.

Для решения этой задачи, нам понадобятся две формулы:

1. Формула для расчета теплоты плавления:

\[ Q = m \cdot L \]

где \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса вещества, \( L \) - удельная теплота плавления.

2. Формула для расчета теплоты изменения температуры:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

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

Масса льда равна 400 г, удельная теплота плавления льда составляет \( 3,4 \times 10^5 \) Дж/кг, а удельная теплоемкость льда равна 2100 Дж/(кг * градус Цельсия).

Сначала рассчитаем теплоту изменения температуры от -20 градусов Цельсия до 0 градусов Цельсия:

\[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T = 400 \, \text{г} \times 2100 \, \text{Дж/(кг} \cdot ^\circ \text{C)} \cdot (0 \, ^\circ \text{C} - (-20 \, ^\circ \text{C})) = 16,8 \times 10^5 \, \text{Дж} \]

Затем рассчитаем теплоту плавления:

\[ Q_2 = m \cdot L = 400 \, \text{г} \times 3,4 \times 10^5 \, \text{Дж/кг} = 1,36 \times 10^8 \, \text{Дж} \]

Теплота плавления отнимается от теплоты изменения температуры, поскольку в процессе плавления температура остается неизменной.

Таким образом, общее количество теплоты, потребующееся для плавления 400 г льда при температуре -20 градусов Цельсия, составляет:

\[ Q = Q_1 - Q_2 = 16,8 \times 10^5 \, \text{Дж} - 1,36 \times 10^8 \, \text{Дж} = -1,344 \times 10^8 \, \text{Дж} \]

Негативное значение означает, что в данном случае энергия выделяется из системы, поскольку идет процесс обратный плавлению. Таким образом, при плавлении 400 г льда при температуре -20 градусов Цельсия выделится \( 1,344 \times 10^8 \) Дж теплоты.