Сколько теплоты выделилось при охлаждении 100 г ртутных паров с 407 °C до температуры кипения и последующем их полном

Золотой_Медведь

12

Для решения этой задачи нам надо рассмотреть два этапа: охлаждение паров ртути и последующее их конденсирование.

1. Охлаждение паров ртути от \(407°C\) до температуры кипения. Для начала найдем количество теплоты, которое необходимо извлечь из паров ртути для их охлаждения до температуры кипения (\(356°C\)). Для этого воспользуемся формулой:

\[ Q = m \cdot c \cdot \Delta T \]

где:
\( Q \) - количество теплоты,
\( m = 100 г = 0.1 кг \) - масса ртути,
\( c = 136 \, Дж/кг \cdot °C \) - удельная теплоемкость паров ртути,
\( \Delta T = 407°C - 356°C = 51°C \) - изменение температуры.

Подставим известные значения и найдем количество теплоты:

\[ Q = 0.1 \cdot 136 \cdot 51 = 693.6 Дж \]

Таким образом, количество теплоты, которое необходимо извлечь при охлаждении паров ртути до температуры кипения, равно \(693.6 Дж\).

2. Полное конденсирование охлажденных паров ртути. Теперь рассмотрим второй этап, когда все 100 г ртути полностью конденсируются, а именно, при температуре кипения. Для этого найдем количество теплоты, необходимое для полного конденсирования паров ртути. Для этого воспользуемся удельной теплотой парообразования:

\[ Q = m \cdot L \]

где:
\( L = 0.3 \cdot 10^6 Дж/кг \) - удельная теплота парообразования ртути.

Подставим известные значения и найдем количество теплоты:

\[ Q = 0.1 \cdot 0.3 \cdot 10^6 = 30,000 Дж \]

Таким образом, количество теплоты, которое необходимо для полного конденсирования паров ртути, равно \(30,000 Дж\).

Итак, общее количество теплоты, выделившееся при охлаждении и последующем конденсировании 100 г ртути, будет равно сумме теплоты на первом и втором этапах:

\[ 693.6 Дж + 30,000 Дж = 30,693.6 Дж \]

Таким образом, общее количество теплоты, выделившееся при охлаждении 100 г ртутных паров и их последующем конденсировании, составит \(30,693.6 Дж\).