Какое количество тепловой энергии необходимо, чтобы превратить 2 килограмма воды при температуре 50 градусов Цельсия

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово. Для вычисления тепловой энергии, необходимой для превращения воды в пар, мы должны учесть два процесса: нагревание воды до ее кипения и последующее ее превращение в пар.

1. Первым шагом мы должны вычислить количество теплоты, необходимое для нагревания воды до ее точки кипения. Для этого мы будем использовать следующую формулу:

\[Q = mc\Delta T\]

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

Подставляя известные значения:

масса воды (m) = 2 кг,
удельная теплоёмкость воды (c) = 4200 Дж/(кг с),
изменение температуры (\(\Delta T\)) = 50 градусов Цельсия,

мы получаем:

\[Q_1 = 2 \cdot 4200 \cdot 50 = 420000 Дж\]

Таким образом, количество теплоты, необходимое для нагревания воды до ее точки кипения, равно 420000 Дж.

2. Вторым шагом мы должны вычислить количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар. Для этого мы будем использовать следующую формулу:

\[Q = m \cdot L\]

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

Подставляя известные значения:

масса воды (m) = 2 кг,
удельная теплота парообразования (L) = 2,3 \cdot 10^6 Дж/кг,

мы получаем:

\[Q_2 = 2 \cdot 2,3 \cdot 10^6 = 4,6 \cdot 10^6 Дж\]

Таким образом, количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар, равно 4,6 \cdot 10^6 Дж.

3. Чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для превращения воды в пар, мы суммируем количество теплоты из первого и второго шагов:

\[Q_{общ} = Q_1 + Q_2 = 420000 Дж + 4,6 \cdot 10^6 Дж = 5,02 \cdot 10^6 Дж\]

Таким образом, общее количество тепловой энергии, необходимой для превращения 2 килограммов воды при температуре 50 градусов Цельсия в пар, составляет 5,02 \cdot 10^6 Дж.