Задача №1123 Сборник задач по физике Лукашика и Ивановой
Дано:
\(r=2.3 \cdot {10}^{6}\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}\)
\({c}_{в}=4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}\)
\(V=5\,л\)
\(\rho=1\,\text{кг/л}\)
\(t=14\,^{\circ}С\)
\({t}_{\text{кип}}=100\,^{\circ}С\)
\(Q=?\)
Решение:
Масса воды
$${m}={\rho} \cdot V$$
$${m}=1\,\text{кг/л}\cdot 5\,л=5\,\text{кг}$$
Количество теплоты, которое потребуется для нагревания воды от \(14\) °С до температуры кипения
$${Q}_{\text{наг}}={c}_{в} \cdot m \cdot ({t}_{\text{кип}}-t)$$
$${Q}_{\text{наг}}={4200\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot ^{\circ}{С}}}\cdot{5\,\text{кг}}\cdot (100\,^{\circ}С-14\,^{\circ}С)$$
$${Q}_{\text{наг}}=1.8\cdot {10}^{6}\,\text{Дж}$$
Количество теплоты, которое необходимо для испарения \(5\) кг воды
$${Q}_{\text{исп}}=r\cdot m$$
$${Q}_{\text{исп}}=2.3 \cdot {10}^{6}\,\frac{\text{Дж}}{\text{кг}}\cdot{5\,\text{кг}}=1.15\cdot {10}^{7}\,\text{Дж}$$
Количество теплоты, которое потребуется для нагрева воды до температуры кипения и её испарения
$$Q={Q}_{\text{наг}}+{Q}_{\text{исп}}$$
$$Q=1.8\cdot {10}^{6}\,\text{Дж}+1.15\cdot {10}^{7}\,\text{Дж}=1.331\cdot {10}^{7}\,\text{Дж}$$
Ответ: для получения дистиллированной воды потребуется \(1.331\cdot {10}^{7}\) Дж тепла.