Чтобы определить количество энергии, выделяемой при конденсации 1 кг водяного пара и охлаждении полученной воды до 0 °C, нужно рассмотреть два этапа: конденсацию водяного пара и охлаждение полученной воды.
Конденсация водяного пара: При конденсации 1 кг водяного пара выделяется теплота, равная теплоте парообразования. Упрощенно принимая тепло конденсации как приблизительно 2260 кДж/кг, можно сказать, что:
\[ Q_1 = m \cdot L = 1 \, \text{кг} \cdot 2260 \, \text{кДж/кг} = 2260 \, \text{кДж} \]
где \( m \) — масса воды (1 кг), \( L \) — удельная теплота парообразования.
Охлаждение воды от 100 °C до 0 °C: Затем полученная вода (в количестве 1 кг) должна быть охлаждена с 100 °C до 0 °C. Для этого используем удельную теплоемкость воды, которая составляет примерно 4.18 кДж/(кг·°C). Находим количество теплоты, выделяющееся при этом процессе:
\[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T = 1 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot (100 - 0) \, °C \] \[ Q_2 = 1 \, \text{кг} \cdot 4.18 \, \text{кДж/(кг·°C)} \cdot 100 \, °C = 418 \, \text{кДж} \]
Теперь складываем оба выделяющихся количества теплоты:
\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 2260 \, \text{кДж} + 418 \, \text{кДж} = 2678 \, \text{кДж} \]
Таким образом, общее количество энергии, выделяемое в процессе, составляет 2678 кДж.