Какое количество теплоты будет выделяться при конденсации 2 кг водяного пара, который был взят при температуре

Pechka

57

Для решения этой задачи нам понадобятся два этапа: первый этап - вычисление количества теплоты, выделяющегося при конденсации пара, и второй этап - вычисление количества теплоты, необходимого для охлаждения получившейся воды.

Шаг 1: Вычисление количества теплоты, выделяющегося при конденсации пара.
Для этого мы используем формулу:
\( Q = m \cdot L \),
где \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса водяного пара, \( L \) - удельная теплота парообразования воды.

У нас задана масса водяного пара \( m = 2 \) кг и удельная теплота парообразования воды \( L = 2300 \) кДж/кг. Подставляя значения в формулу, получаем:
\( Q = 2 \cdot 2300 = 4600 \) кДж.

Таким образом, при конденсации пара выделяется 4600 кДж теплоты.

Шаг 2: Вычисление количества теплоты, необходимого для охлаждения воды.
Для этого мы также используем формулу:
\( Q = m \cdot c \cdot \Delta T \),
где \( Q \) - количество теплоты, \( m \) - масса воды, \( c \) - удельная теплоемкость воды, \( \Delta T \) - изменение температуры.

У нас задана масса воды \( m = 2 \) кг, удельная теплоемкость воды \( c = 4200 \) Дж/(кг·°С) и изменение температуры \( \Delta T = 100 - 30 = 70 \) °С. Подставляя значения в формулу, получаем:
\( Q = 2 \cdot 4200 \cdot 70 = 588000 \) Дж (или 588 кДж, так как 1 кДж = 1000 Дж).

Таким образом, для охлаждения воды требуется 588 кДж теплоты.

Итого, общее количество выделяющейся теплоты составляет: 4600 кДж + 588 кДж = 5188 кДж.

Ответ: При конденсации 2 кг водяного пара при температуре 100 ºС и последующем охлаждении воды до 30 ºС при нормальном атмосферном давлении будет выделяться 5188 кДж теплоты.