Определите количество теплоты , которое потребуется для обращения в пар 200 г ртути , имеющей температуру 57°С . Начертите график зависимости температуры воды от времени .

Для решения задачи определения количества теплоты, необходимого для обращения 200 г ртути в пар при начальной температуре 57°С, нужно учитывать несколько этапов:

1. Подогрев ртути до температуры кипения.
2. Испарение ртути.

Дано:

• Масса $m = 200 \, \text{г} = 0.2 \, \text{кг}$;
• Начальная температура $t_1 = 57^\circ \text{C}$;
• Температура кипения ртути $t_{\text{кип}} = 356.73^\circ \text{C}$;
• Удельная теплоёмкость ртути $c = 140 \, \text{Дж/(кг·°C)}$;
• Удельная теплота парообразования ртути $L = 2.72 \cdot 10^5 \, \text{Дж/кг}$.

Этап 1: Нагревание ртути до температуры кипения

Количество теплоты для нагревания вычисляется по формуле:

Подставляем значения:

Этап 2: Испарение ртути

Количество теплоты, необходимое для парообразования:

Подставляем значения:

Общее количество теплоты

Суммируем теплоты двух этапов:

График зависимости температуры ртути от времени

Для построения графика зависимости температуры от времени выделим два участка:

1. Нагрев до температуры кипения. На этом участке температура увеличивается линейно от $57^\circ \text{C}$ до $356.73^\circ \text{C}$. Время нагрева зависит от мощности источника тепла.

2. Испарение. Температура остаётся постоянной на уровне $356.73^\circ \text{C}$, пока ртуть полностью не превратится в пар. Этот участок горизонтальный.

График представляет собой прямую линию, которая сначала поднимается, а затем выходит на плато.

Я могу построить этот график, если вы уточните мощность нагревателя.