На сколько килограммов ртути требуется 300 кДж энергии, чтобы превратиться в пар при 1 °С? Сколько энергии массой 1 кг требуется для превращения 300 кг ртути в пар при температуре кипения? Какую энергию массой 1 кг требуется при 300 °С для превращения ртути в пар? Какую энергию массой 1 кг требуется при 300 °С для превращения 300 кг ртути в пар?
Лазерный_Рейнджер
Для решения данной задачи, давайте воспользуемся формулой теплоемкости и фазовой диаграммой ртути.
1) Для первой части задачи, нам необходимо узнать, сколько килограммов ртути требуется, чтобы получить 300 кДж энергии для превращения в пар при 1 °С.
Для этого воспользуемся формулой:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.
У нас значение энергии \(Q\) известно - 300 кДж (каждый кДж равен 1000 Дж), материал - ртуть, поэтому нам будет нужна удельная теплоемкость ртути \(c\), а также известно, что изменение температуры \(\Delta T\) равно 1 °C.
Используя формулу теплоемкости ртути \(c = 0.14 \, \text{кДж/кг·°C}\), давайте найдем массу ртути \(m\):
\[300 \, \text{кДж} = m \cdot 0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot 1 \, \text{°C}\]
Перенесем известные величины влево, а неизвестную величину \(m\) вправо:
\[m = \frac{{300 \, \text{кДж}}}{{0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot 1 \, \text{°C}}}\]
После решения получаем:
\[m \approx 2142.86 \, \text{кг}\]
Таким образом, нам понадобится примерно 2142.86 килограмма ртути для получения 300 кДж энергии при превращении в пар при 1 °С.
2) Для второй части задачи, нам необходимо найти количество энергии, которое требуется, чтобы превратить 300 кг ртути в пар при температуре кипения.
Здесь нам нужно использовать фазовую диаграмму ртути. На фазовой диаграмме будет видно, что при температуре кипения ртути (357 °C) она превращается в пар.
Известно, что стандартная удельная теплота парообразования ртути при температуре кипения равна \(204 \, \text{кДж/кг}\).
Теперь давайте используем формулу для нахождения количества энергии \(Q\) при заданной массе \(m\) и удельной теплоте парообразования \(L\):
\[Q = m \cdot L\]
Подставим значения:
\[Q = 300 \, \text{кг} \cdot 204 \, \text{кДж/кг}\]
После решения получаем:
\[Q = 61200 \, \text{кДж}\]
Таким образом, для превращения 300 кг ртути в пар при температуре кипения нам понадобится 61200 кДж энергии.
3) Для третьей части задачи, нам нужно найти количество энергии, которое требуется, чтобы превратить ртуть в пар при температуре 300 °C массой 1 кг.
Для этого мы можем использовать формулу:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T + m \cdot L\]
В данном случае есть два компонента: количество теплоты, необходимое для нагрева ртути до заданной температуры (первое слагаемое) и количество теплоты, необходимое для превращения ртути в пар (второе слагаемое).
Используя формулы теплоемкости \(c\) и удельной теплоты парообразования \(L\), а также заданные значения температуры \(\Delta T\), мы можем выразить это следующим образом:
\[Q = 1 \, \text{кг} \cdot c \cdot (300 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C}) + 1 \, \text{кг} \cdot L\]
Подставим известные значения:
\[Q = 1 \, \text{кг} \cdot 0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot (300 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C}) + 1 \, \text{кг} \cdot 204 \, \text{кДж/кг}\]
После решения получаем:
\[Q = 42 \, \text{кДж} + 204 \, \text{кДж}\]
Таким образом, нам понадобится 246 кДж энергии для превращения ртути в пар массой 1 кг при температуре 300 °C.
4) Для последней части задачи, нам нужно найти количество энергии, которое требуется, чтобы превратить 300 кг ртути в пар при температуре 300 °C массой 1 кг.
Для этого мы можем использовать формулу, аналогичную формуле из предыдущего ответа:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T + m \cdot L\]
Подставим известные значения:
\[Q = 1 \, \text{кг} \cdot 0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot (300 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C}) + 1 \, \text{кг} \cdot 204 \, \text{кДж/кг}\]
После решения получаем:
\[Q = 42 \, \text{кДж} + 204 \, \text{кДж}\]
Таким образом, нам понадобится 246 кДж энергии для превращения 300 кг ртути в пар массой 1 кг при температуре 300 °C.
Надеюсь, что я дал максимально подробный ответ с пояснением каждого шага, чтобы он был понятен школьнику. Если остались вопросы, пожалуйста, задавайте!
1) Для первой части задачи, нам необходимо узнать, сколько килограммов ртути требуется, чтобы получить 300 кДж энергии для превращения в пар при 1 °С.
Для этого воспользуемся формулой:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T\]
где \(Q\) - количество теплоты, \(m\) - масса вещества, \(c\) - удельная теплоемкость вещества, \(\Delta T\) - изменение температуры.
У нас значение энергии \(Q\) известно - 300 кДж (каждый кДж равен 1000 Дж), материал - ртуть, поэтому нам будет нужна удельная теплоемкость ртути \(c\), а также известно, что изменение температуры \(\Delta T\) равно 1 °C.
Используя формулу теплоемкости ртути \(c = 0.14 \, \text{кДж/кг·°C}\), давайте найдем массу ртути \(m\):
\[300 \, \text{кДж} = m \cdot 0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot 1 \, \text{°C}\]
Перенесем известные величины влево, а неизвестную величину \(m\) вправо:
\[m = \frac{{300 \, \text{кДж}}}{{0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot 1 \, \text{°C}}}\]
После решения получаем:
\[m \approx 2142.86 \, \text{кг}\]
Таким образом, нам понадобится примерно 2142.86 килограмма ртути для получения 300 кДж энергии при превращении в пар при 1 °С.
2) Для второй части задачи, нам необходимо найти количество энергии, которое требуется, чтобы превратить 300 кг ртути в пар при температуре кипения.
Здесь нам нужно использовать фазовую диаграмму ртути. На фазовой диаграмме будет видно, что при температуре кипения ртути (357 °C) она превращается в пар.
Известно, что стандартная удельная теплота парообразования ртути при температуре кипения равна \(204 \, \text{кДж/кг}\).
Теперь давайте используем формулу для нахождения количества энергии \(Q\) при заданной массе \(m\) и удельной теплоте парообразования \(L\):
\[Q = m \cdot L\]
Подставим значения:
\[Q = 300 \, \text{кг} \cdot 204 \, \text{кДж/кг}\]
После решения получаем:
\[Q = 61200 \, \text{кДж}\]
Таким образом, для превращения 300 кг ртути в пар при температуре кипения нам понадобится 61200 кДж энергии.
3) Для третьей части задачи, нам нужно найти количество энергии, которое требуется, чтобы превратить ртуть в пар при температуре 300 °C массой 1 кг.
Для этого мы можем использовать формулу:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T + m \cdot L\]
В данном случае есть два компонента: количество теплоты, необходимое для нагрева ртути до заданной температуры (первое слагаемое) и количество теплоты, необходимое для превращения ртути в пар (второе слагаемое).
Используя формулы теплоемкости \(c\) и удельной теплоты парообразования \(L\), а также заданные значения температуры \(\Delta T\), мы можем выразить это следующим образом:
\[Q = 1 \, \text{кг} \cdot c \cdot (300 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C}) + 1 \, \text{кг} \cdot L\]
Подставим известные значения:
\[Q = 1 \, \text{кг} \cdot 0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot (300 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C}) + 1 \, \text{кг} \cdot 204 \, \text{кДж/кг}\]
После решения получаем:
\[Q = 42 \, \text{кДж} + 204 \, \text{кДж}\]
Таким образом, нам понадобится 246 кДж энергии для превращения ртути в пар массой 1 кг при температуре 300 °C.
4) Для последней части задачи, нам нужно найти количество энергии, которое требуется, чтобы превратить 300 кг ртути в пар при температуре 300 °C массой 1 кг.
Для этого мы можем использовать формулу, аналогичную формуле из предыдущего ответа:
\[Q = m \cdot c \cdot \Delta T + m \cdot L\]
Подставим известные значения:
\[Q = 1 \, \text{кг} \cdot 0.14 \, \text{кДж/кг·°C} \cdot (300 \, \text{°C} - 0 \, \text{°C}) + 1 \, \text{кг} \cdot 204 \, \text{кДж/кг}\]
После решения получаем:
\[Q = 42 \, \text{кДж} + 204 \, \text{кДж}\]
Таким образом, нам понадобится 246 кДж энергии для превращения 300 кг ртути в пар массой 1 кг при температуре 300 °C.
Надеюсь, что я дал максимально подробный ответ с пояснением каждого шага, чтобы он был понятен школьнику. Если остались вопросы, пожалуйста, задавайте!
Знаешь ответ?