В медном чайнике массой 500 г находилась вода объемом 2 литра при температуре 20 градусов .Хватит 690 джоулей энергии, чтобы нагреть до температуры кипения и полностью выпарить воду в чайнике

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассчитать, сколько энергии потребуется для нагрева воды до температуры кипения и её полного испарения. Для этого можно использовать формулы для нагрева и парообразования.

1. Нагрев воды до температуры кипения:

Температура кипения воды — 100°C, а начальная температура воды — 20°C. Для того чтобы нагреть воду, нужно использовать формулу для нагрева:

где:

• $Q$ — количество энергии (в джоулях),
• $m$ — масса воды,
• $c$ — удельная теплоёмкость воды (для воды $c = 4200 \, \text{Дж/кг·°C}$),
• $\Delta T$ — изменение температуры.

Масса воды $m = 2 \, \text{кг}$ (так как 1 литр воды равен 1 кг).

Изменение температуры $\Delta T = 100 - 20 = 80^\circ \text{C}$.

Подставляем значения в формулу:

То есть, чтобы нагреть воду до 100°C, потребуется 67200 джоулей.

2. Испарение воды:

Теперь нужно вычислить, сколько энергии потребуется для того, чтобы полностью испарить воду. Для этого используется формула для тепла, необходимого для парообразования:

где:

• $L$ — скрытая теплота парообразования воды ($L = 2260 \, \text{кДж/кг}$),
• $m$ — масса воды.

Подставляем массу воды $m = 2 \, \text{кг}$ и скрытую теплоту $L = 2260 \, \text{кДж/кг} = 2260000 \, \text{Дж/кг}$:

3. Общая энергия:

Теперь суммируем оба значения:

Это энергия, необходимая для нагрева воды до кипения и её полного испарения. Как видим, для этого требуется 4587200 джоулей энергии, а не 690 джоулей. То есть, 690 джоулей явно недостаточно, чтобы выполнить все эти процессы.