Яка кількість теплоти необхідна, щоб перетворити 2 кг води на пару і підняти її температуру від 50 до 100 °С, при цьому

Для решения данной задачи нам понадобятся две формулы: формула для расчета количества теплоты, необходимого для перевода вещества из одной фазы в другую, и формула для расчета количества теплоты при изменении температуры.

Первым шагом необходимо рассчитать количество теплоты, необходимое для перевода половины массы воды на пар. Это можно сделать с помощью формулы:

\[Q_1 = m_1 \cdot L\]

где \(Q_1\) - количество теплоты (в джоулях), \(m_1\) - масса воды (в килограммах), \(L\) - удельная теплота парообразования (в джоулях на килограмм).

Удельная теплота парообразования для воды составляет около 2257 дж/кг. Поскольку в задаче речь идет о переводе половины воды на пар, то масса воды, на которую мы будем рассчитывать, будет равна \(m_1 = \frac{2\, \text{кг}}{2} = 1\, \text{кг}\).

Вычисляя \(Q_1\), получим:

\[Q_1 = 1\, \text{кг} \cdot 2257\, \text{дж/кг} = 2257\, \text{дж}\]

Теперь перейдем ко второй части задачи, в которой необходимо рассчитать количество теплоты для изменения температуры воды от 50 до 100 °C.

Для этого воспользуемся формулой:

\[Q_2 = m_2 \cdot c \cdot \Delta T\]

где \(Q_2\) - количество теплоты (в джоулях), \(m_2\) - масса воды (в килограммах), \(c\) - удельная теплоемкость воды (в джоулях на градус Цельсия на килограмм), \(\Delta T\) - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4186 дж/кг·°C. Масса воды, на которую мы будем рассчитывать, равна \(m_2 = \frac{2\, \text{кг}}{2} = 1\, \text{кг}\). Изменение температуры воды составляет \(\Delta T = 100 - 50 = 50\, \text{°C}\).

Вычисляя \(Q_2\), получим:

\[Q_2 = 1\, \text{кг} \cdot 4186\, \text{дж/кг·°C} \cdot 50\, \text{°C} = 209300\, \text{дж}\]

Теперь сложим оба рассчитанных количества теплоты, чтобы получить общее количество теплоты, необходимое для перевода 2 кг воды на пар и изменения ее температуры:

\[Q = Q_1 + Q_2 = 2257\, \text{дж} + 209300\, \text{дж} = 211557\, \text{дж}\]

Значение 211557 дж равняется 211,557 кДж или 0,211557 МДж. Таким образом, ответ на задачу составляет 0,211557 МДж.