Какова масса воды, если для ее нагревания с 30 ºC до образования пара было затрачено 51 МДж теплоты? Известно

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения энергии. Общая зависимость можно записать следующим образом:

Потраченная теплота = тепло для нагревания воды + тепло для превращения воды в пар

Масса воды можно найти, используя уравнение:

p = c * m * ΔT

где p - потраченная теплота, c - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, ΔT - изменение температуры воды.

Мы знаем, что поглощено 51 МДж теплоты, удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг·°С), и ΔT = 30 - 100, так как вода нагревается до точки кипения при 100 ºC.

Тепло для превращения воды в пар можно выразить как:

q = L * m

где q - тепло для превращения, L - удельная теплота парообразования воды, m - масса воды.

Согласно данным, удельная теплота парообразования воды составляет 2300 кДж/кг.

Теперь мы можем объединить оба уравнения, чтобы решить уравнение с двумя неизвестными:

p = c * m * ΔT + L * m

Подставив известные значения, получим:

51 МДж = (4200 Дж/(кг·°С)) * m * (30 ºC - 100 ºC) + (2300 кДж/кг) * m

Теперь мы можем решить это уравнение и найти значение массы воды m. Давайте сделаем это:

51 МДж = (4200 Дж/(кг·°С)) * m * (-70 ºC) + (2300 кДж/кг) * m

Переведем кДж в Дж:

51 МДж = (4200 Дж/(кг·°С)) * m * (-70 ºC) + (2,300,000 Дж/кг) * m

Упростим уравнение, деля обе части на массу m:

51 МДж/m = (4200 Дж/(кг·°С)) * (-70 ºC) + (2,300,000 Дж/кг)

Выразим массу m:

m = (51 МДж) / [(4200 Дж/(кг·°С)) * (-70 ºC) + (2,300,000 Дж/кг)]

m = 0.0123 кг

Таким образом, масса воды равна примерно 0.0123 кг.