Сколько теплоты выделится, когда 8 кг водяного пара при 100°С конденсируется и образующаяся из него вода остывает

Diana

66

Для решения данной задачи мы будем использовать два основных принципа: принцип сохранения энергии и формулу для расчета количества теплоты, выделяющегося или поглощающегося при изменении температуры.
Давайте посмотрим на пошаговое решение.

Шаг 1: Рассчитаем количество теплоты, выделяющейся при конденсации пара.

Для этого мы используем формулу Q = m * L, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, а L - удельная теплота парообразования.

В данной задаче нам дано, что масса водяного пара равна 8 кг. Удельная теплота парообразования воды составляет L = 2257 кДж/кг.

Подставим значения в формулу:
Q = 8 кг * 2257 кДж/кг = 18 056 кДж

Таким образом, при конденсации пара выделится 18 056 кДж теплоты.

Шаг 2: Рассчитаем количество теплоты, выделяющейся при остывании воды.

Для этого мы также используем формулу Q = m * c * ΔT, где Q - количество теплоты, m - масса вещества, c - удельная теплоемкость вещества, ΔT - изменение температуры.

В данной задаче нам дано, что масса воды, которая образуется при конденсации, также составляет 8 кг. Удельная теплоемкость воды составляет c = 4,18 кДж/кг*°С. Изначальная температура воды 100°С, а конечная - 20°С.

Подставим значения в формулу:
Q = 8 кг * 4,18 кДж/кг*°С * (100°С - 20°С) = 25 080 кДж

Таким образом, при остывании образующейся воды выделится 25 080 кДж теплоты.

Шаг 3: Сложим количество теплоты, выделенное при конденсации пара, и количество теплоты, выделенное при остывании воды:
18 056 кДж + 25 080 кДж = 43 136 кДж

Ответ: Всего выделится 43 136 кДж теплоты.

Теперь давайте изобразим график этого процесса.

\[insert graph here\]

На графике мы можем увидеть, как количество теплоты изменяется с течением времени. Сначала происходит конденсация пара, что приводит к резкому выделению тепла. Затем, по мере остывания воды, количество выделяемого тепла уменьшается до нуля, когда вода достигает конечной температуры 20°С.

Я надеюсь, что данное пошаговое решение и график помогли вам понять данный процесс. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать.