16. Сколько энергии израсходовано на нагревание воды массой 0,75 кг от 20 до 100°С, а затем на последующее образование пара массой 250 г? (Удельная теплоемкость воды 420 Дж/(кг· °С), удельная теплота парообразования воды 2,3 · 10⁶ Дж/кг)

Решение:

Для решения этой задачи нужно рассчитать энергию, затраченную на нагревание воды, и энергию, затраченную на превращение воды в пар, а затем сложить эти значения.

1. Расчёт энергии на нагревание воды:

\( Q_{\text{нагрев}} = c_{\text{воды}} \cdot m_{\text{воды}} \cdot \Delta T \)

где:

• \( c_{\text{воды}} = 420 \text{ Дж/(кг} · °\text{С)} \)
• \( m_{\text{воды}} = 0,75 \text{ кг} \)
• \( \Delta T = 100\u00B0\text{С} - 20\u00B0\text{С} = 80\u00B0\text{С} \)

\( Q_{\text{нагрев}} = 420 \text{ Дж/(кг} · °\text{С)} \cdot 0,75 \text{ кг} \cdot 80 \text{ } \u00B0\text{С} = 25200 \text{ Дж} \)

2. Расчёт энергии на парообразование:

\( Q_{\text{пар}} = L \cdot m_{\text{пар}} \)

где:

• \( L = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \)
• \( m_{\text{пар}} = 250 \text{ г} = 0,25 \text{ кг} \)

\( Q_{\text{пар}} = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг} \cdot 0,25 \text{ кг} = 0,575 \cdot 10^6 \text{ Дж} = 575000 \text{ Дж} \)

3. Суммарная энергия:

\( Q_{\text{общ}}} = Q_{\text{нагрев}} + Q_{\text{пар}} \)

\( Q_{\text{общ}}} = 25200 \text{ Дж} + 575000 \text{ Дж} = 600200 \text{ Дж} \)

\( Q_{\text{общ}}} ≈ 600,2 \text{ кДж} \)

Ответ: На нагревание воды и последующее образование пара израсходовано 600200 Дж (или примерно 600,2 кДж) энергии.