Какое количество теплоты нужно для обращения в пар ртути массой 126 грамм, взятой при температуре 16 °С?
Удельная теплоёмкость ртути с= 120 Дж/(кг⋅℃), температура кипения ртути - 357 °С, удельная теплота парообразования ртути ? = 285 000 Дж/ кг.
Необходимое количество теплоты (округлите до целого) Q = ______ кДж.
Чтобы узнать, сколько теплоты нужно для превращения ртути массой 126 грамм в пар, начнем шаг за шагом:
1. **Переведем массу ртути в килограммы**:
\[
126 \, \text{г} = 0.126 \, \text{кг}
\]
2. **Найдем, сколько теплоты нужно для нагрева ртути от 16 °C до 357 °C (температуры кипения ртути)**. Формула для расчета количества теплоты \(Q_1\) при нагревании:
\[
Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T
\]
где:
- \(m\) — масса (0.126 кг),
- \(c\) — удельная теплоемкость ртути (120 Дж/(кг⋅°C)),
- \(\Delta T\) — изменение температуры (357 °C - 16 °C).
Сначала вычислим \(\Delta T\):
\[
\Delta T = 357 - 16 = 341 \, °C
\]
Теперь подставим значения в формулу:
\[
Q_1 = 0.126 \, \text{кг} \cdot 120 \, \text{Дж/(кг⋅°C)} \cdot 341 \, °C
\]
\[
Q_1 = 0.126 \cdot 120 \cdot 341 = 5147.76 \, \text{Дж}
\]
3. **Теперь найдем количество теплоты, необходимое для парообразования ртути**. Для этого используем следующую формулу:
\[
Q_2 = m \cdot r
\]
где \(r\) — удельная теплота парообразования ртути (285 000 Дж/кг). Подставляем:
\[
Q_2 = 0.126 \, \text{кг} \cdot 285000 \, \text{Дж/кг}
\]
\[
Q_2 = 35910 \, \text{Дж}
\]
4. **Теперь найдем общее количество теплоты** \(Q\), необходимое для превращения ртути в пар:
\[
Q = Q_1 + Q_2
\]
\[
Q = 5147.76 \, \text{Дж} + 35910 \, \text{Дж} = 41057.76 \, \text{Дж}
\]
5. **Переведем результат в килоджоули** (так как 1 кДж = 1000 Дж):
\[
Q = \frac{41057.76}{1000} = 41.06 \, \text{кДж}
\]
6. **Округляем до целого**:
\[
Q \approx 41 \, \text{кДж}
\]
Таким образом, необходимо количество теплоты для обращения ртути массой 126 грамм в пар составляет **41 кДж**.