Сколько теплоты выделяется при конденсации 5 кг водяного пара при температуре 100°С и охлаждении получившейся воды

Pushok

13

Для решения данной задачи мы можем использовать формулу, связывающую теплоту с изменением температуры и изменением фазы вещества. Формула выглядит следующим образом:

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

Где:
\( Q \) - выделяемая теплота (в жулях),
\( m \) - масса вещества (в килограммах),
\( c \) - удельная теплоемкость вещества (в жулях на грамм-градус Цельсия),
\( \Delta T \) - изменение температуры (в градусах Цельсия).

Нам дана масса водяного пара, которая составляет 5 кг. Так как водяной пар конденсируется при температуре 100°С и охлаждается до 30°С, то изменение температуры составляет \(\Delta T = 30 - 100 = -70\) градусов Цельсия.

Удельная теплоемкость воды составляет примерно 4.18 жуля на грамм-градус Цельсия. Нас интересует выделяемая теплота при конденсации пара и охлаждении воды, поэтому использовать удельную теплоемкость воды будет правильным.

Теперь можем подставить все значения в формулу и рассчитать выделяемую теплоту:

\[ Q = 5 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{Дж/(г} \cdot ^\circ \text{С)} \cdot (-70^\circ \text{С}) \]

Упростим выражение:

\[ Q = -1465 \, \text{кДж} \]

Таким образом, при конденсации 5 кг водяного пара и охлаждении получившейся воды до 30°С выделяется 1465 килоджоулей (или -1465 килоджоулей, если учесть знак минус).