Какова масса сгоревшего газа при нагревании 2 литров воды с 20 градусов до кипения? Удельная теплоемкость воды

Дано:
Объем воды (V) = 2 литра = 0,002 м^3
Начальная температура воды (Т1) = 20 градусов Цельсия
Удельная теплоемкость воды (С) = 4200 дж/кг*градус
Удельная теплота сгорания природного газа (Q) = 4,4 × 10^7 джоулей/кг
Плотность воды (ρ) = 1000 кг/м^3

Мы хотим найти массу сгоревшего газа (m).

В данной задаче есть два этапа:
1. Нагревание воды до кипения.
2. Перевод воды в пар.

1. Определение количества теплоты, необходимого для нагревания воды до кипения:
Используем формулу:
Q1 = m1 × C × ΔT1,
где
m1 - масса воды,
ΔT1 - изменение температуры.

Объем воды можно выразить через ее массу:
V = m1 / ρ,
откуда получаем
m1 = V × ρ.

Изменение температуры можно выразить через начальную и конечную температуры:
ΔT1 = Тк - Т1,
где
Тк - температура кипения воды.

Заменив значения и решив уравнение, найдем Q1:
Q1 = (V × ρ) × C × ΔT1.

2. Определение количества теплоты, необходимого для перевода воды в пар:
Для перевода 1 кг воды в пар необходимо Q2 = Q / m2,
где
m2 - масса сгоревшего газа.

Заменив значения и решив уравнение, найдем m2:
m2 = Q / Q2.

Теперь объединим два этапа:
Общая масса сгоревшего газа, m, будет равна массе сгоревшего газа при нагревании до кипения, m1, и массе сгоревшего газа для перевода воды в пар, m2:
m = m1 + m2.

Подставим выражения для m1 и m2:
m = (V × ρ) + (Q / Q2).

Теперь можем подставить все известные значения и решить уравнение для определения массы сгоревшего газа.