Какое количество теплоты выделяется при конденсации 4 кг стоградусного водяного пара и остывания образовавшейся воды до 20°

Для расчета количества теплоты, выделяющегося при конденсации водяного пара и его последующем остывании, необходимо учитывать два этапа:

1. Конденсация водяного пара. Количество теплоты, выделяющееся при конденсации, можно вычислить по формуле:

   \( Q_1 = m \cdot L \)

   где:

   • \( Q_1 \) — количество теплоты, выделяющееся при конденсации (Дж),
   • \( m \) — масса водяного пара (кг),
   • \( L \) — скрытая теплота конденсации (для воды примерно 2260 кДж/кг).

   Подставим значения: \( m = 4 \) кг, \( L = 2260 \) кДж/кг = 2260000 Дж/кг.

   Тогда: \[ Q_1 = 4 \, \text{кг} \cdot 2260000 \, \text{Дж/кг} = 9040000 \, \text{Дж} = 9.04 \, \text{МДж} \]

2. Остывание образовавшейся воды до 20°С. Для этого этапа мы можем использовать формулу:

   \( Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \)

   где:

   • \( Q_2 \) — количество теплоты, выделяющееся при остывании (Дж),
   • \( c \) — удельная теплоемкость воды (примерно 4190 Дж/(кг·°С)),
   • \( \Delta T \) — изменение температуры (°С).

   В данном случае, начальная температура воды после конденсации составит 100°С, а конечная — 20°С, поэтому: \( \Delta T = 100 - 20 = 80 \)°С.

   Подставим значения: \[ Q_2 = 4 \, \text{кг} \cdot 4190 \, \text{Дж/(кг·°С)} \cdot 80 \, \text{°С} \] \[ Q_2 = 4 \cdot 4190 \cdot 80 = 1331200 \, \text{Дж} = 1.33 \, \text{МДж} \]

Теперь суммируем оба значения, чтобы получить общее количество теплоты, выделяющееся в процессе:

\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 9040000 \, \text{Дж} + 1331200 \, \text{Дж} = 10331200 \, \text{Дж} = 10.33 \, \text{МДж} \]

Таким образом, общее количество теплоты, выделяющееся при конденсации 4 кг водяного пара и его остывании до 20°С, составит приблизительно 10.33 МДж.