дано:
Q = 220 Дж (количество теплоты)
T1 = 20 °C = 293 К (начальная температура)
T2 = 100 °C = 373 К (конечная температура)
c = 2010 Дж/(кг·К) (удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении)
найти:
массу m водяного пара и изменение внутренней энергии ΔU
решение:
1. Для определения массы водяного пара используем формулу для количества теплоты:
Q = m * c * ΔT
где ΔT = T2 - T1 = 373 K - 293 K = 80 K.
2. Подставим известные значения в формулу:
220 Дж = m * 2010 Дж/(кг·К) * 80 К
3. Выразим массу m:
m = Q / (c * ΔT)
m = 220 Дж / (2010 Дж/(кг·К) * 80 К)
m = 220 / (160800)
m ≈ 0,00137 кг
4. Теперь найдем изменение внутренней энергии ΔU. При постоянном давлении изменение внутренней энергии равно количеству теплоты, полученному системой, минус работа, совершенная системой на окружающую среду. Однако в данном случае мы рассматриваем только изменение внутренней энергии, равное количеству теплоты, так как работа системы будет нулевой при условии, что процесс не включает объемных изменений:
ΔU = Q
5. Таким образом, изменение внутренней энергии:
ΔU = 220 Дж
ответ:
Количество водяного пара, которое можно нагреть, составляет примерно 0,00137 кг. Изменение внутренней энергии составляет 220 Дж.