10. В сосуд налита вода объемом 4 л и ее температура составляет 15 °C. [2] а) Какова масса этой воды? (плотность = 1000

а) Для решения этой задачи нам требуется найти массу воды в сосуде, при условии что объем воды составляет 4 литра, а плотность воды равна 1000 кг/м³.

Чтобы найти массу, мы можем использовать формулу:

\[масса = плотность \times объем\]

Подставим значения в формулу:

\[масса = 1000 \, \text{кг/м³} \times 4 \, \text{л} = 4000 \, \text{кг}\]

Ответ: Масса воды составляет 4000 кг.

1. б) Для решения этой задачи нам необходимо определить количество теплоты, необходимое для нагревания воды до точки кипения.

Количество теплоты можно найти с использованием следующей формулы:

\[количество \, теплоты = масса \times удельная \, теплоемкость \times изменение \, температуры\]

Массу мы уже нашли в предыдущем пункте (4000 кг). Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг °C). Изменение температуры равно разности между начальной температурой (15 °C) и температурой кипения (100 °C).

Подставим значения в формулу:

\[количество \, теплоты = 4000 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг °C)} \times (100-15) \, \text{°C}\]

\[количество \, теплоты = 4000 \times 4200 \times 85 \, \text{Дж}\]

Ответ: Для нагревания воды до точки кипения требуется 14 280 000 Дж теплоты.

Однако, для превращения воды в пар требуется еще дополнительная теплота испарения. Рассчитаем ее в следующем пункте.

1. в) Чтобы найти количество теплоты, требуемое для превращения воды в пар, мы можем использовать следующую формулу:

\[количество \, теплоты = масса \times удельная \, теплота \, испарения\]

Мы уже нашли массу в предыдущем пункте (4000 кг). Удельная теплота испарения воды равна 2,3 × 10^6 Дж/кг.

Подставим значения в формулу:

\[количество \, теплоты = 4000 \, \text{кг} \times 2.3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}\]

Ответ: Для превращения воды в пар требуется 9 200 000 000 Дж теплоты.

г) Для определения общего количества затраченной теплоты нам необходимо сложить количество теплоты, требуемое для нагревания воды до точки кипения и количество теплоты, требуемое для превращения воды в пар.

Общая теплота будет равна:

\[общая \, теплота = количество \, теплоты \, для \, нагревания + количество \, теплоты \, для \, испарения\]

Подставим значения в формулу:

\[общая \, теплота = 14 280 000 \, \text{Дж} + 9 200 000 000 \, \text{Дж}\]

\[общая \, теплота = 9 214 280 000 \, \text{Дж}\]

Ответ: Общее количество затраченной теплоты составляет 9 214 280 000 Дж.

Итого:
Масса воды: 4000 кг
Теплота для нагревания воды до точки кипения: 14 280 000 Дж
Теплота для превращения воды в пар: 9 200 000 000 Дж
Общее количество затраченной теплоты: 9 214 280 000 Дж