Решение: Нагревание воды и парообразование
Сжигая 40 г керосина, воду массой 2,5 кг нагревают от 20 °C до 100 °C и частично переводят в пар. Сколько воды превратилось в пар, если при сгорании керосина 50 % энергии передаётся воде?
Решение по шагам
5 шаговПолезная энергия, переданная воде, составляет 50 % энергии, выделившейся при сгорании керосина. Для керосина принимаем удельную теплоту сгорания $q = 4{,}6 \cdot 10^7$ Дж/кг.
$$Q_{\text{пол}} = \eta q m_{\text{к}}$$Переведём массу керосина в килограммы и найдём полезную энергию:
$$m_{\text{к}} = 40\ г = 0{,}04\ кг;\quad Q_{\text{пол}} = 0{,}5 \cdot 4{,}6 \cdot 10^7 \cdot 0{,}04 = 9{,}2 \cdot 10^5\ Дж$$Теплота, необходимая для нагревания всей воды от 20 °C до 100 °C, равна:
$$Q_1 = c m_{\text{в}}(t_2-t_1) = 4200 \cdot 2{,}5 \cdot (100-20) = 8{,}4 \cdot 10^5\ Дж$$Оставшаяся энергия пошла на испарение части воды:
$$Q_2 = Q_{\text{пол}} - Q_1 = 9{,}2 \cdot 10^5 - 8{,}4 \cdot 10^5 = 8{,}0 \cdot 10^4\ Дж$$Используя удельную теплоту парообразования воды $\lambda = 2{,}3 \cdot 10^6$ Дж/кг, найдём массу испарившейся воды:
$$m_{\text{п}} = \frac{Q_2}{\lambda} = \frac{8{,}0 \cdot 10^4}{2{,}3 \cdot 10^6} \approx 3{,}48 \cdot 10^{-2}\ кг \approx 35\ г$$В пар превратилось примерно 35 г воды.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Не учитывать, что воде передаётся только 50 % энергии сгорания керосина.
Использовать для испарения всю полезную энергию, не вычитая теплоту нагревания воды.
Подставлять массу керосина в граммах вместо килограммов.
Забыть перевести найденную массу из килограммов в граммы.