4. Какое количество теплоты выделится при конденсации воды, объёмом 2 л, взятого при температуре кипения до 20° С? Удельная теплота парообразования воды равна 2,3 10 Дж/кг,…

Чтобы определить количество теплоты, выделяющееся при конденсации воды, нужно учитывать, что сначала вода должна быть нагрета до температуры кипения, а затем конденсироваться в пар.

1. Нагревание воды до точки кипения: Для начала найдем, сколько теплоты потребуется, чтобы нагреть 2 литра воды (что соответствует 2 кг, так как плотность воды приблизительно равна 1 кг/л) от 20°C до 100°C (температура кипения).

   Используем формулу: \[ Q_1 = m \cdot c \cdot \Delta T \] Где:

   • \( Q_1 \) — количество теплоты,
   • \( m \) — масса воды (2 кг),
   • \( c \) — удельная теплоемкость воды (4200 Дж/(кг·°C)),
   • \( \Delta T \) — изменение температуры (100°C - 20°C = 80°C).

   Подставим значения: \[ Q_1 = 2 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 80 \, \text{°C} \] \[ Q_1 = 2 \cdot 4200 \cdot 80 = 672000 \, \text{Дж} \]

2. Конденсация воды: Теперь рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при конденсации 2 кг воды. Для этого используем удельную теплоту парообразования, которая равна \(2,3 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг}\).

   Используем формулу: \[ Q_2 = m \cdot L \] Где:

   • \( Q_2 \) — количество теплоты,
   • \( m \) — масса воды (2 кг),
   • \( L \) — удельная теплота парообразования.

   Подставим значения: \[ Q_2 = 2 \, \text{кг} \cdot 2,3 \cdot 10^6 \, \text{Дж/кг} \] \[ Q_2 = 4,6 \cdot 10^6 \, \text{Дж} \]

3. Общее количество теплоты: Общее количество теплоты, выделяющееся при процессе нагревания и последующей конденсации, будет равно сумме \( Q_1 \) и \( Q_2 \): \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 672000 \, \text{Дж} + 4600000 \, \text{Дж} \] \[ Q_{\text{total}} = 5262000 \, \text{Дж} \]

Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при конденсации воды объемом 2 л, взятой при температуре 20°C, составит 5,262,000 Дж.