Сколько энергии потребуется, чтобы превратить 1 кг воды в пар

Узнать потребление энергии в процессе превращения воды в пар необходимо для решения многих технических задач. Рассмотрим несколько способов подсчета этого показателя.

1. Какое количество теплоты нужно для превращения 1 кг воды в пар
2. Как посчитать потребление энергии при превращении 2 кг воды в пар
3. Как посчитать, сколько энергии выделит вода массой 5 кг
4. Как посчитать, сколько энергии нужно затратить для того, чтобы воду массой 5 кг взятую при температуре 0 градусов довести до кипения и испарения
5. Выводы

Какое количество теплоты нужно для превращения 1 кг воды в пар

Для подсчета количества энергии, необходимой на испарение 1 кг воды, используют удельную теплоту испарения — количество теплоты, необходимое для превращения 1 кг вещества из жидкого состояния в пар. Удельная теплота испарения воды равна 539 ккал/кг или 2,26 МДж/кг. Для сравнения, удельная теплота плавления льда составляет 80 ккал/кг или 334 кДж/кг.

Как посчитать потребление энергии при превращении 2 кг воды в пар

Для подсчета количества энергии, необходимой на превращение 2 кг воды в пар, нужно воспользоваться удельной теплотой испарения и удельной теплоемкостью воды. Предположим, что исходная вода находится при температуре 35 градусов Цельсия, тогда удельная теплоемкость воды составляет 4200 Дж/(кг*ºС). Удельная теплоемкость водяного пара примерно равна удельной теплоемкости воды и составляет 1980 Дж/(кг*ºС). Нормальное давление воздуха при расчетах принимаем равным 10 Н/м2. Таким образом, потребуется 2,23 млн Дж энергии для превращения 2 кг воды в пар.

Как посчитать, сколько энергии выделит вода массой 5 кг

При обратном процессе — конденсации водяного пара обратно в жидкую форму — выделяется некоторое количество тепловой энергии. Точное значение этого показателя зависит от температуры и давления воздуха в конкретных условиях. Для расчета этого значения можно использовать удельную теплоемкость воды и удельную теплоту испарения. Если взять 5 кг воды, нагретой до кипения (100 градусов Цельсия), то на испарение потребуется около 11,6 МДж энергии. Если впоследствии вода будет конденсирована обратно в жидкое состояние с помощью охлаждения до исходной температуры (например, 0 градусов Цельсия), то в результате этого процесса выделится около 2,1 МДж тепловой энергии.

Как посчитать, сколько энергии нужно затратить для того, чтобы воду массой 5 кг взятую при температуре 0 градусов довести до кипения и испарения

Для подсчета количества энергии, необходимой на нагрев воды до кипения, используем удельную теплоемкость воды 4200 Дж/(кг*ºС). Если взять 5 кг воды, имеющей исходную температуру 0 градусов Цельсия, то для нагрева до кипения потребуется 210 кДж (50 ккал). Потом для испарения воды потребуется 11,6 МДж (см. предыдущий ответ). Итого, для того чтобы воду массой 5 кг, взятую при температуре 0 градусов Цельсия, довести до кипения и испарить, потребуется затратить 13,8 МДж энергии.

Выводы

Расчет потребления энергии при превращении воды в пар может быть использован для решения различных инженерных задач. Небольшое количество энергии требуется для того, чтобы нагреть воду до кипения, однако большое количество — для испарения воды. Полученные в результате расчетов значения показывают огромный объем энергии, необходимый для реализации процессов, связанных с переходами воды из одного состояния в другое.