Сколько теплоты выделится при конденсации 100 г водяного пара, имеющего температуру 100 °C, и при охла- ждении полученной воды до 20 °С?
Чтобы рассчитать количество теплоты, выделяющейся при конденсации водяного пара и охлаждении воды, необходимо учитывать два этапа процесса:
- Конденсация водяного пара.
- Охлаждение конденсированной воды.
1. Конденсация водяного пара:
Теплота, выделяющаяся при конденсации, рассчитывается по формуле:
\[ Q_1 = m \cdot L_v \]
где:
- \( m \) — масса водяного пара (100 г = 0.1 кг),
- \( L_v \) — удельная теплота конденсации водяного пара при 100 °C (приблизительно 2260 кДж/кг).
Подставим значения:
\[ Q_1 = 0.1 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} = 226 \, \text{кДж} \]
2. Охлаждение конденсированной воды:
Теплота, выделяющаяся при охлаждении воды, рассчитывается по формуле:
\[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( c \) — удельная теплоемкость воды (приблизительно 4.18 кДж/(кг·°C)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (от 100 °C до 20 °C, то есть \( 100 - 20 = 80 \, \text{°C} \)).
Подставим значения:
\[ Q_2 = 0.1 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 80 \, \text{°C} \] \[ Q_2 = 0.1 \cdot 4.18 \cdot 80 = 33.44 \, \text{кДж} \]
Общее количество теплоты, выделившееся в процессе:
\[ Q_{total} = Q_1 + Q_2 \] \[ Q_{total} = 226 \, \text{кДж} + 33.44 \, \text{кДж} = 259.44 \, \text{кДж} \]
Таким образом, итоговое количество теплоты, выделившееся при конденсации 100 г водяного пара и охладении полученной воды до 20 °C, составляет примерно 259.44 кДж.
