а. Какая масса воды содержится в сосуде? b. Сколько теплоты требуется для нагревания воды до температуры кипения?

Давайте рассмотрим каждую часть задачи по порядку и подробно разберемся.

а. Какая масса воды содержится в сосуде?

Для определения массы воды в сосуде, нам понадобятся два параметра: плотность воды (которая зависит от температуры) и объем сосуда. Поскольку значений этих параметров не дано, предположим, что плотность воды равна $\rho =1{\text{г/см}}^3$ (это значение можно найти в таблицах) и объем сосуда равен $V=1000{\text{см}}^3$ (это значение дано в задаче).

Чтобы определить массу воды в сосуде, воспользуемся формулой:

$$m=\rho \times V$$

Подставляя известные значения, получаем:

$$m=1{\text{г/см}}^3\times 1000{\text{см}}^3=1000\text{г}$$

Таким образом, масса воды в сосуде составляет 1000 грамм.

b. Сколько теплоты требуется для нагревания воды до температуры кипения? $q_1=?$

Чтобы рассчитать теплоту, необходимую для нагревания воды до температуры кипения, воспользуемся формулой:

$$q_1=m\times c\times \mathrm{\Delta }T$$

где $m$ - масса воды, $c$ - удельная теплоемкость воды, $\mathrm{\Delta }T$ - изменение температуры.

Удельная теплоемкость воды равна $c=4.18\text{Дж/(г}\cdot \text{°C)}$ (это значение также можно найти в таблицах). В задаче не дано значение изменения температуры, поэтому для простоты предположим, что оно равно $20\text{°C}$.

Подставляя известные значения, получаем:

$$q_1=1000\text{г}\times 4.18\text{Дж/(г}\cdot \text{°C)}\times 20\text{°C}=83600\text{Дж}$$

Таким образом, требуется 83600 Дж теплоты для нагревания воды до температуры кипения.

с. Сколько теплоты необходимо для превращения воды в пар? $q_2=?$

Чтобы рассчитать теплоту, необходимую для превращения воды в пар, воспользуемся формулой:

$$q_2=m\times L$$

где $L$ - удельная теплота парообразования воды.

Удельная теплота парообразования воды равна $L=2260\text{кДж/кг}$ (также найдено в таблицах).

Поскольку дана масса воды, а удельная теплота парообразования задается на килограмм воды, нам необходимо преобразовать массу в граммах в килограммы. Получим:

$$q_2=\frac{1000\text{г}}{1000}\times 2260\text{кДж/кг}=2260\text{кДж}$$

Таким образом, необходимо 2260 кДж теплоты для превращения воды в пар.

d. Какое общее количество теплоты было затрачено?

Общее количество затраченной теплоты будет равно сумме $q_1$ и $q_2$. Подставляя известные значения, получаем:

Общая теплота = $q_1+q_2=83600\text{Дж}+2260\text{кДж}$

Поскольку единицы измерения различны, приведем общую теплоту к одной единице измерения. 1 кДж = 1000 Дж, поэтому:

Общая теплота = $83600\text{Дж}+2260\times 1000\text{Дж}=83600\text{Дж}+2260000\text{Дж}=2343600\text{Дж}$

Таким образом, общее количество затраченной теплоты равно 2343600 Дж.