Сколько воды, имеющей исходную температуру 40°С, может быть превращено в пар при использовании той же энергии, которая

Для решения этой задачи нам понадобится некоторые физические константы и формула, связывающая потерю энергии при сжигании и массу превращенной воды в пар.

Для начала, нам понадобится константа удельной теплоты сгорания керосина, обозначенная как \(Q_{\text{ки}}\). Удельная теплота сгорания - это количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании вещества. Величина \(Q_{\text{ки}}\) равна 44 МДж/кг, или 44 ⋅ 10^6 Дж/кг.

Также нам понадобятся следующие физические величины:
- молярная масса воды, \(М_{\text{воды}} = 18 \enspace \text{г/моль}\)
- удельная молярная теплоемкость пара \(C_{\text{пара}} = 36 \enspace \text{Дж/(г*°C)}\)
- температура кипения воды при атмосферном давлении \(t_{\text{кип}} = 100 \enspace \text{°C}\)
- начальная температура воды, \(t_{\text{нач}} = 40 \enspace \text{°C}\)

Теперь мы можем приступить к решению задачи. Для начала мы должны определить, сколько энергии высвободится при сжигании керосина массой 600 г. Для этого воспользуемся формулой:

\[
E = m \cdot Q_{\text{ки}}
\]

где \(E\) - энергия (в Дж), \(m\) - масса керосина (в кг), а \(Q_{\text{ки}}\) - удельная теплота сгорания керосина (в Дж/кг).

Подставим известные значения:

\[
E = 0.6 \enspace \text{кг} \cdot 44 \cdot 10^6 \enspace \text{Дж/кг}
\]

Выполняя простые вычисления, получаем:

\[
E = 26.4 \cdot 10^6 \enspace \text{Дж}
\]

Теперь, имея количество высвободившейся энергии, мы можем определить, сколько воды можно превратить в пар. Для этого воспользуемся формулой:

\[
m_{\text{пара}} = \frac{E}{C_{\text{пара}} \cdot (t_{\text{кип}} - t_{\text{нач}})}
\]

где \(E\) - энергия (в Дж), \(C_{\text{пара}}\) - удельная молярная теплоемкость пара (в Дж/(г*°C)), \(t_{\text{кип}}\) - температура кипения воды (в °C), а \(t_{\text{нач}}\) - начальная температура воды (в °C).

Подставим известные значения:

\[
m_{\text{пара}} = \frac{26.4 \cdot 10^6 \enspace \text{Дж}}{36 \enspace \text{Дж/(г*°C)} \cdot (100 \enspace \text{°C} - 40 \enspace \text{°C})}
\]

Выполняя простые вычисления, получаем:

\[
m_{\text{пара}} = \frac{26.4 \cdot 10^6 \enspace \text{Дж}}{36 \enspace \text{Дж/(г*°C)} \cdot 60 \enspace \text{°C}}
\]

\[
m_{\text{пара}} = \frac{26.4 \cdot 10^6 \enspace \text{Дж}}{2160 \enspace \text{Дж/(г*°C)}}
\]

\[
m_{\text{пара}} \approx 12222.2 \enspace \text{г}
\]

Таким образом, используя ту же энергию, которую высвободится при сжигании 600 г керосина, мы можем превратить примерно 12222.2 г воды при температуре 40°С в пар.