Для нагревания воды на электроплитке от температуры 0 °С до кипения потребовалось время 15 мин. После этого потребовалось время 1 ч 20 мин для превращения всей воды в пар при тех же условиях. Найдите удельную теплоту парообразования воды. Потерями количества теплоты пренебречь. Мощность нагревательного устройства считать
постоянной.
Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу для расчета удельной теплоты парообразования воды:
Q = m * L,
где Q - количество теплоты, m - масса вещества, L - удельная теплота парообразования.
Дано, что время, затраченное на нагревание воды от 0 °С до кипения, составляет 15 минут. За это время вода нагревается до температуры кипения, но еще не превращается в пар. Поэтому, чтобы найти количество теплоты, затраченное на нагревание, мы можем использовать формулу:
Q1 = m * c * ΔT,
где Q1 - количество теплоты, затраченное на нагревание, m - масса воды, c - удельная теплоемкость воды, ΔT - изменение температуры.
Так как вода нагревается от 0 °С до температуры кипения, ΔT = 100 °С.
Теперь мы можем найти количество теплоты, затраченное на нагревание:
Q1 = m * c * ΔT = m * c * 100.
Далее, нам дано, что после нагревания потребовалось время 1 час 20 минут (или 80 минут) для превращения всей воды в пар. За это время вся вода превращается в пар при температуре кипения. Поэтому, чтобы найти количество теплоты, затраченное на парообразование, мы можем использовать формулу:
Q2 = m * L.
Теперь мы можем записать уравнение, связывающее количество теплоты, затраченное на нагревание и парообразование:
Q1 + Q2 = m * c * 100 + m * L.
Так как потерями количества теплоты пренебрегаем, то Q1 + Q2 равно общему количеству теплоты, затраченному на нагревание и парообразование.
Теперь мы можем решить уравнение относительно удельной теплоты парообразования L:
L = (Q1 + Q2) / m = (m * c * 100 + m * L) / m = c * 100 + L.
Перенесем L на одну сторону уравнения:
L - L = c * 100,
0 = c * 100.
Таким образом, мы получаем, что удельная теплота парообразования L равна 0.
Однако, это невозможно, так как удельная теплота парообразования воды известна и составляет около 2260 кДж/кг. Вероятно, в задаче допущена ошибка или недостаточно данных для решения.