Вопрос задан 25.03.2025 в 18:54. Предмет Физика. Спрашивает Дик София.

ПОМОГИТЕ!!!
В чайнике было 2 л воды при температуре 16 градусов. После кипячения воды осталось 1,9 л. Определите количество теплоты, отданное при кипячении.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Кин-Сан Валентин.

Для того чтобы ответить на вопрос, давайте разберемся шаг за шагом, какие физические процессы происходят при кипячении воды и как рассчитать количество теплоты, которое было отдано в процессе.

1. Рассмотрим условия задачи

У нас есть:

  • Начальный объем воды V0=2лV_0 = 2 \, \text{л},
  • Начальная температура воды T0=16CT_0 = 16^\circ \text{C},
  • Конечный объем воды после кипячения V1=1,9лV_1 = 1,9 \, \text{л},
  • Температура кипения воды Tкип=100CT_{\text{кип}} = 100^\circ \text{C} (при нормальном давлении).

Из задачи видно, что после кипячения объем воды уменьшился, что объясняется испарением части воды. Это значит, что при кипячении часть тепла пошла на испарение воды.

2. Рассчитаем массу воды

Плотность воды при температуре около 16°C приблизительно равна ρ=1000кг/м3\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3. Так как 1 литр воды = 1 кг, можно сразу сказать, что масса воды на старте:

m0=2кгm_0 = 2 \, \text{кг}

После кипячения, объем воды уменьшился до 1,9 литра, значит масса оставшейся воды:

m1=1,9кгm_1 = 1,9 \, \text{кг}

Таким образом, масса испарившейся воды равна:

mиспар=m0m1=2кг1,9кг=0,1кгm_{\text{испар}} = m_0 - m_1 = 2 \, \text{кг} - 1,9 \, \text{кг} = 0,1 \, \text{кг}

3. Определим количество теплоты, отданное воде

Для определения количества теплоты нужно рассматривать два процесса:

  1. Нагрев воды до температуры кипения (до 100°C). Для этого нужно использовать формулу для нагрева вещества:

    Q1=m0cΔTQ_1 = m_0 \cdot c \cdot \Delta T

    где:

    • m0=2кгm_0 = 2 \, \text{кг} — масса воды,
    • c=4200Дж/кгCc = 4200 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} — удельная теплоемкость воды,
    • ΔT=100C16C=84C\Delta T = 100^\circ \text{C} - 16^\circ \text{C} = 84^\circ \text{C} — изменение температуры воды.

    Подставляем значения:

    Q1=2кг4200Дж/кгC84C=705600ДжQ_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/кг}^\circ \text{C} \cdot 84^\circ \text{C} = 705600 \, \text{Дж}
  2. Испарение воды. После того как вода достигла температуры кипения, она продолжила получать тепло, которое использовалось для превращения воды в пар. Количество теплоты, необходимое для испарения массы воды mиспарm_{\text{испар}}, рассчитывается по формуле:

    Q2=mиспарLQ_2 = m_{\text{испар}} \cdot L

    где:

    • mиспар=0,1кгm_{\text{испар}} = 0,1 \, \text{кг} — масса испарившейся воды,
    • L=2260000Дж/кгL = 2260000 \, \text{Дж/кг} — удельная теплота парообразования.

    Подставляем значения:

    Q2=0,1кг2260000Дж/кг=226000ДжQ_2 = 0,1 \, \text{кг} \cdot 2260000 \, \text{Дж/кг} = 226000 \, \text{Дж}

4. Общее количество теплоты

Теперь мы можем сложить количество теплоты, которое ушло на нагрев воды и на её испарение:

Qобщ=Q1+Q2=705600Дж+226000Дж=931600ДжQ_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 705600 \, \text{Дж} + 226000 \, \text{Дж} = 931600 \, \text{Дж}

Ответ

Количество теплоты, отданное при кипячении воды, составляет 931600 Дж.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос