6. Определите количество теплоты, необходимое для превращения в пар 0,2 т воды, взятой при температуре 20 °C.

Для решения данной задачи необходимо сначала нагреть воду до температуры кипения, а затем превратить ее в пар. Температура кипения воды составляет 100°C, удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°C), удельная теплота парообразования воды 2.26 × 10^6 Дж/кг.

Дано:

• Масса воды (m): 0.2 т = 200 кг
• Начальная температура (T начальная): 20°C
• Конечная температура (температура кипения воды) (T кипения): 100°C
• Удельная теплоемкость воды (c): 4200 Дж/(кг·°C)
• Удельная теплота парообразования воды (L): 2.26 × 10^6 Дж/кг

Необходимо найти общее количество теплоты (Q), которое потребуется для нагревания и превращения воды в пар.

Решение:

Сначала нагреем воду до температуры кипения. Изменение температуры (ΔT) = T кипения - T начальная = 100°C - 20°C = 80°C

Количество теплоты (Q1) для нагревания можно рассчитать по формуле:$$Q_1 = mcΔT$$

Подставим известные значения:

$$Q_1 = 200 \text{ кг} \cdot 4200 \frac{\text{Дж}}{\text{кг} \cdot \text{°C}} \cdot 80 \text{ °C} = 67200000 \text{ Дж}$$.

Теперь превратим воду в пар. Количество теплоты (Q2) для парообразования можно рассчитать по формуле:$$Q_2 = mL$$

Подставим известные значения:

$$Q_2 = 200 \text{ кг} \cdot 2.26 \times 10^6 \frac{\text{Дж}}{\text{кг}} = 452000000 \text{ Дж}$$.

Общее количество теплоты (Q) = Q1 + Q2 = 67200000 Дж + 452000000 Дж = 519200000 Дж = 519.2 МДж

Ответ: 519.2 МДж