Сколько количества теплоты выделится при парообразовании 200 г ртути при температуре 57 градусов Цельсия? Начертите график зависимости температуры от времени.

Для того чтобы ответить на вопрос о выделении теплоты при парообразовании ртути, нам нужно использовать основные физические формулы, связанные с теплообменом, а также знать несколько характеристик вещества, в данном случае — ртути.

Шаг 1: Формула для тепла, выделяющегося при парообразовании

Когда вещество переходит из жидкой фазы в парообразную (при температуре кипения), оно выделяет количество теплоты, которое рассчитывается по формуле:

$Q = m \cdot L$

где:

• $Q$ — количество теплоты, выделившейся при парообразовании (в джоулях),

• $m$ — масса вещества, которое испаряется (в килограммах),

• $L$ — скрытая теплота парообразования (для ртути $L = 2,40 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}$).

Шаг 2: Подставляем данные

Дано:

• масса ртути $m = 200 \, \text{г} = 0,2 \, \text{кг}$,

• скрытая теплота парообразования для ртути $L = 2,40 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}$.

Теперь, подставляем значения в формулу:

$Q = 0,2 \cdot 2,40 \times 10^6 = 480 000 \, \text{Дж}$

Ответ:

Количество теплоты, которое выделится при парообразовании 200 г ртути при температуре 57°C, равно 480 000 Дж (или 480 кДж).

Шаг 3: График зависимости температуры от времени

Для построения графика зависимости температуры от времени, нужно учитывать, что для ртути температура плавления — около 233°C, а температура кипения — около 357°C. В данном случае, мы находимся при температуре 57°C, что ниже температуры кипения, поэтому процесс парообразования начинается только при достижении этой температуры. Однако при температуре 57°C жидкость будет находиться в состоянии теплообмена, и парообразование не начнется сразу.

Если нужно построить график, на котором будет отображена зависимость температуры от времени, нужно учитывать другие факторы: теплоемкость ртути, скорость нагрева и различные параметры внешней среды. Без дополнительных данных для точного графика можно только обозначить, что с увеличением времени температура будет стремиться к температуре кипения ртути, при которой и начнется сам процесс парообразования.

В случае моделирования этого процесса, график будет представлять собой кривую, где температура ртути постепенно увеличивается, а затем, при достижении температуры кипения, начнется резкое изменение, связанное с процессом парообразования.