какое количество теплоты выделится при конденсации водяного пара массой 2 кг и охлаждении воды до температуры 25°C
Чтобы рассчитать количество теплоты, выделяющееся при конденсации водяного пара и последующем охлаждении полученной воды до температуры 25°C, необходимо учитывать два этапа:
Конденсация водяного пара. При конденсации водяного пара на 1 кг выделяется теплота, равная скрытой теплоте парообразования воды, которая составляет примерно 2260 Дж/кг. Для 2 кг водяного пара:
\[ Q_1 = m \cdot L = 2 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{Дж/кг} = 4520 \, \text{Дж} \]
Охлаждение воды. После конденсации вода будет охлаждаться с температуры 100°C (температура кипения воды) до 25°C. Теплота, выделяющаяся при охлаждении воды, рассчитывается по формуле:
\[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \(m = 2 \, \text{кг}\) — масса воды,
- \(c = 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)}\) — удельная теплоемкость воды,
- \(\Delta T = 100°C - 25°C = 75°C\) — изменение температуры.
Тогда:
\[ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 75 \, °C = 630000 \, \text{Дж} \]
Теперь суммируем количество теплоты, выделяющееся при обоих процессах:
\[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 4520 \, \text{Дж} + 630000 \, \text{Дж} = 634520 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при конденсации водяного пара массой 2 кг и охлаждении воды до температуры 25°C, составляет 634520 Дж.
