Агрегатные… — Задание Физика 8 Класс №00049671

Обычный чайник на плите. Часть воды довели до кипятка, часть улетела паром, и за всё это заплатила плита. Посчитаем, сколько именно.

Заметь, в условии две массы, и у каждой своя роль. Нагревали все $2$ кг, потому что пока не кипит, вода никуда не девается. От $16$ °С до $100$ °С это

$$\Delta t=100-16=84\ {}^\circ\text{С}.$$

Теплота на нагрев считается для всей воды:

$$Q_1=cm\Delta t=4200\cdot 2\cdot 84=705\,600\text{ Дж}.$$

Теперь смотрим, сколько выкипело. Было $2$ кг, стало $1{,}9$ кг, значит, в пар ушло

$$m_{\text{п}}=2-1{,}9=0{,}1\text{ кг}.$$

Теплота на эти $0{,}1$ кг считается через удельную теплоту парообразования, $2\,300\,000$ Дж/кг:

$$Q_2=Lm_{\text{п}}=2\,300\,000\cdot 0{,}1=230\,000\text{ Дж}.$$

Складываем и переводим в килоджоули:

$$Q=Q_1+Q_2=705\,600+230\,000=935\,600\text{ Дж}=935{,}6\text{ кДж}.$$

График: по горизонтали время, по вертикали температура. Наклонный отрезок от $16$ °С до $100$ °С, потом горизонтальный на высоте $100$ °С.

Оценим на разумность. Удельная теплота парообразования велика, но выкипела лишь двадцатая часть воды, поэтому основная доля теплоты ушла на нагрев: $705\,600$ Дж против $230\,000$ Дж. Если бы мы ошибочно взяли в паре $1{,}9$ кг, только на него вышло бы больше $4$ млн Дж, а столько ушло бы, лишь если бы выкипела почти вся вода. У нас же она почти вся осталась.