Какое количество теплоты выделит 1500 см водяного пара при 100 °С, если его обратить в воду при 50 °С? Ответ запишите в кДж. Удельная теплота парообразования воды 2,3-106 Дж/кг,…

Для решения данной задачи необходимо рассчитать количество теплоты, выделяемое при конденсации водяного пара в воду, а затем количество теплоты, выделяемое при охлаждении получившейся воды до 50 °С.

1. Конденсация водяного пара:

   У нас есть 1500 см³ водяного пара. Сначала нам нужно перевести объем в массу. Плотность воды составляет 1,0 г/см³, поэтому:

   \[ m_{\text{пара}} = 1500 \, \text{см}^3 \times 1,0 \, \text{г/см}^3 = 1500 \, \text{г} = 1,5 \, \text{кг} \]

   Теперь можем посчитать количество теплоты, выделяемое при конденсации пара:

   \[ Q_{\text{конденсация}} = m_{\text{пара}} \cdot L \]

   где \( L \) – удельная теплота парообразования воды, равная \( 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} \).

   Подставим значения:

   \[ Q_{\text{конденсация}} = 1,5 \, \text{кг} \times 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 3,45 \times 10^6 \, \text{Дж} \]

2. Охлаждение воды:

   После конденсации мы получаем воду при 100 °С, и нам нужно охладить её до 50 °С. Для этого используем формулу:

   \[ Q_{\text{охлаждение}} = m \cdot c \cdot \Delta T \]

   Здесь:

   • \( m = 1,5 \, \text{кг} \) – масса воды,
   • \( c = 4200 \, \text{Дж/(кг.°С)} \) – удельная теплоёмкость воды,
   • \( \Delta T = T_{\text{нач}} - T_{\text{кон}} = 100 \, \text{°С} - 50 \, \text{°С} = 50 \, \text{°С} \).

   Подставим значения:

   \[ Q_{\text{охлаждение}} = 1,5 \, \text{кг} \times 4200 \, \text{Дж/(кг.°С)} \times 50 \, \text{°С} = 315000 \, \text{Дж} \]

3. Общее количество теплоты:

   Теперь нужно сложить теплоты, выделяющиеся при конденсации и охлаждении:

   \[ Q_{\text{общ}} = Q_{\text{конденсация}} + Q_{\text{охлаждение}} = 3,45 \times 10^6 \, \text{Дж} + 315000 \, \text{Дж} = 3,765 \times 10^6 \, \text{Дж} \]

   Переведем в кДж:

   \[ Q_{\text{общ}} = \frac{3,765 \times 10^6 \, \text{Дж}}{1000} = 3765 \, \text{kJ} \]

Итак, общее количество теплоты, выделяемое при конденсации 1500 см³ водяного пара при 100 °С и его охлаждении до 50 °С, составляет 3765 кДж.