Для решения этой задачи нужно учесть два процесса: нагревание воды от 0°C до 100°C и последующее испарение воды при 100°C.
Нагревание воды от 0°C до 100°C:
Количество теплоты, необходимое для нагревания, можно рассчитать по формуле:
[
Q_1 = mc\Delta T
]
где:
- ( m = 1 ) кг — масса воды,
- ( c = 4.18 ) кДж/(кг·°C) — удельная теплоёмкость воды,
- ( \Delta T = 100°С - 0°С = 100°С ) — изменение температуры.
Подставим значения:
[
Q_1 = 1 \times 4.18 \times 100 = 418 \text{ кДж}
]
Испарение воды при 100°C:
Количество теплоты, необходимое для испарения, рассчитывается по формуле:
[
Q_2 = mL
]
где:
- ( L = 2260 ) кДж/кг — удельная теплота парообразования воды.
Подставим значения:
[
Q_2 = 1 \times 2260 = 2260 \text{ кДж}
]
Общее количество теплоты:
Общая теплота, необходимая для нагревания и испарения воды:
[
Q = Q_1 + Q_2 = 418 + 2260 = 2678 \text{ кДж}
]
Таким образом, чтобы нагреть 1 кг воды от 0°C до 100°C и полностью её испарить, требуется 2678 кДж тепла.