Чтобы рассчитать количество энергии, выделяющейся при охлаждении воды и пара, мы будем использовать формулы для вычисления тепла, выделяемого при изменении температуры и конденсации.
- Энергия, выделяющаяся при охлаждении воды:
Для воды используется формула:
[ Q = mc\Delta T ]
где:
- ( Q ) — количество теплоты (энергии),
- ( m ) — масса воды (в кг),
- ( c ) — удельная теплоемкость воды (приблизительно ( 4,186 , \text{Дж/(кг·°C)} )),
- ( \Delta T ) — изменение температуры (в °C).
В данном случае:
- ( m = 2 , \text{кг} ),
- ( c = 4,186 , \text{Дж/(кг·°C)} ),
- ( \Delta T = 100 - 0 = 100 , \text{°C} ).
Подставим значения в формулу:
[ Q = 2 , \text{кг} \times 4,186 , \frac{\text{Дж}}{\text{кг·°C}} \times 100 , \text{°C} ]
[ Q = 2 \times 4,186 \times 100 = 83720 , \text{Дж} ]
Таким образом, при охлаждении 2 кг воды от 100 до 0 °С выделится 83720 Дж энергии.
- Энергия, выделяющаяся при конденсации пара:
Для пара используется формула:
[ Q = mL ]
где:
- ( L ) — удельная теплота конденсации (приблизительно ( 2260 , \text{кДж/кг} ) или ( 2260000 , \text{Дж/кг} )).
Подставим значения:
[ Q = 2 , \text{кг} \times 2260000 , \text{Дж/кг} ]
[ Q = 4520000 , \text{Дж} ]
Таким образом, при конденсации 2 кг пара при температуре 100 °С выделится 4520000 Дж энергии.
В итоге:
- При охлаждении воды от 100 до 0 °С выделится 83720 Дж.
- При конденсации пара при 100 °С выделится 4520000 Дж.