Примеры на расчет количества теплоты

Пример 1. Какое количество энергии надо затратить, чтобы 5 кг жидкого аммиака обратить в газ при температуре кипения аммиака?

По таблице 11 находим, что удельная теплота парообразования аммиака при нормальном давлении L = 1,4•10⁶ Дж/кг. Отсюда следует, что для превращения 5 кг жидкого аммиака в газ при температуре кипения требуется затратить энергию в пять раз большую, т. е.

Q= 1,4•10⁶ Дж/кг • 5 кг = 7 • 10⁶ Дж/кг

Таким образом, чтобы подсчитать количество теплоты, необходимое для превращения в пар жидкости любой массы m, взятой при температуре кипения, нужно удельную теплоту парообразования умножить на массу:

Q = Lm.

Пример 2. Какое количество энергии требуется для превращения воды массой 2 кг, взятой при температуре 20°С, в пар при 100°С?

Эту задачу можно решать, предварительно изобразив процесс нагревания воды графически (рис. 203), откладывая в определенном масштабе по горизонтальной оси время нагревания, а по вертикальной — температуру.

Участок АВ графика показывает, что вода нагревается от 20°С до кипения, на что расходуется энергия Q1 = cm(t2 – t1).

Участок графика ВС показывает, что вода превращается в пар без изменения температуры, поглощая при этом энергию: Q2 = Lm.  А общее количество израсходованной энергии: Q = Q1+Q2.

Упражнения.

1. Как надо понимать, что удельная теплота конденсации аммиака равна 1,4•10⁶ Дж/кг?
2. У какого из приведенных в таблице 11 веществ, при обращении из жидкого состояния, в пар внутренняя энергия увеличивается больше? Ответ обоснуйте.
3. Какое количество энергии требуется для обращения 150 г воды при 100°С в пар?
4. Какое количество энергии нужно затратить, чтобы 5 кг воды при 0°С довести до кипения и испарить ее?
5. Какое количество энергии выделят 2. кг воды при охлаждении ее от 100 до 0°С? Какое количество энергии выделится, если вместо воды взять столько же пара при 100° С?

Задание.

Подготовьте доклады на темы:

1. Как образуется роса, иней, дождь и снег.
2. Происхождение облаков.
3. Круговорот воды в природе.