Какая часть теплоты парообразования воды при температуре t=100° С идет на увеличение внутренней энергии системы?

Решение к задаче представлено в виде картинки и приложено к ответу

Добрый день! Рад быть вашим школьным учителем и помочь вам разобраться с этим вопросом.

Теплота парообразования – это количество теплоты, необходимое для превращения единицы вещества из жидкого состояния в парообразное состояние при постоянной температуре. В данном случае речь идет о воде при температуре 100°C.

Когда вода испаряется, она получает энергию от окружающей среды, которая идет на преодоление сил притяжения между молекулами и преобразование их в парообразное состояние. Эта энергия требуется для разрушения связей между молекулами жидкости.

Часть этой теплоты парообразования идет на увеличение внутренней энергии системы. Внутренняя энергия – это энергия, которую имеют частицы вещества за счет их движения и взаимодействия друг с другом.

Пошаговое решение:

1. Найдем количество теплоты, необходимое для парообразования 1 кг воды при температуре 100°C. Для этого воспользуемся удельной теплотой парообразования воды, которая равна приблизительно 2260 кДж/кг.

Q = m * L,
где Q – количество теплоты, m – масса воды, L – удельная теплота парообразования.

Так как мы рассматриваем 1 кг воды, то m = 1 кг.

Q = 1 кг * 2260 кДж/кг = 2260 кДж.

2. Она также может быть найдена с помощью удельной теплоты испарения, которая равна 40,7 kJ/mol. Молярная масса воды равна 18 г/моль.

Q = n * ΔH,
где Q – количество теплоты, n – количество вещества, ΔH – молярная теплота испарения.

Так как при испарении 1 моль воды количество теплоты равно 40,7 кДж, то для 1 кг воды количество вещества будет равно:

n = (1 кг / 18 г/моль) = 55,56 моль.

Q = 55,56 моль * 40,7 кДж/моль = 2257,4 кДж.

3. Таким образом, полученные значения практически совпадают, и мы можем заключить, что около 2257 кДж (или около 2260 кДж) теплоты парообразования идет на увеличение внутренней энергии системы.

Надеюсь, что я ответил на ваш вопрос и помог вам понять тему теплоты парообразования и внутренней энергии системы. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать!