Нагревание и парообразование
Чтобы нагреть жидкость до температуры кипения и полностью превратить её в пар, нужно сообщить ей теплоту на двух этапах: сначала на нагревание, затем на парообразование при кипении.
При нагревании температура жидкости изменяется, поэтому количество теплоты рассчитывают с использованием удельной теплоёмкости. При полном превращении жидкости в пар температура во время кипения не изменяется, а теплота расходуется на переход вещества в газообразное состояние. Это связано с удельной теплотой парообразования.
Формула расчёта
Здесь \(t_0\) — начальная температура жидкости, а \(t_{\text{кип}}\) — её температура кипения. Формула справедлива, если жидкость нагревают от начальной температуры до кипения и затем полностью испаряют. Потерями теплоты и нагреванием сосуда обычно пренебрегают, если это указано в условии.
Для воды массой \(m=2\,\text{кг}\), которую нагревают от \(20\,^{\circ}\text{C}\) до \(100\,^{\circ}\text{C}\) и полностью превращают в пар, складывают две части: \(Q_1=cm(100-20)\) — на нагревание и \(Q_2=Lm\) — на парообразование. Искомая теплота равна \(Q_1+Q_2\).
Какую формулу используют для полного нагревания жидкости до кипения и её превращения в пар?
Испарение происходит с поверхности жидкости при любой температуре, а в данной задаче рассматривают полное парообразование после нагревания до кипения. Не следует складывать формулы, если жидкость испаряется лишь частично.
Главное
- Полная теплота равна сумме теплоты на нагревание и теплоты на парообразование.
- Используйте формулу \(Q=cm(t_{\text{кип}}-t_0)+Lm\).
- Во время кипения температура жидкости постоянна, а подведённая теплота расходуется на образование пара.