Чтобы определить, сколько теплоты выделится при конденсации 140 г водяного пара и последующем охлаждении образовавшейся воды до 23°C, нам нужно разделить процесс на два этапа:
Конденсация водяного пара: Для этого этапа используем удельную теплоту конденсации (которая равна удельной теплоте парообразования, но со знаком минус, так как теплота выделяется). Удельная теплота парообразования воды составляет \(2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг}\).
Сначала переведем массу из граммов в килограммы: \[ m = 140 \, \text{г} = 0,14 \, \text{кг} \]
Теперь можем рассчитать количество теплоты, выделяющееся при конденсации: \[ Q_1 = m \cdot L = 0,14 \, \text{кг} \cdot 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 322000 \, \text{Дж} \]
Охлаждение воды: Теперь рассчитаем, сколько теплоты выделяется при охлаждении полученной воды от 100°C до 23°C. Для этого используем удельную теплоемкость воды, которая равна \(4200 \, \text{Дж/(кг·°C)}\).
Разница температур: \[ \Delta T = 100°C - 23°C = 77°C \]
Теперь рассчитаем количество теплоты, выделяющееся при охлаждении: \[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T = 0,14 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·°C)} \cdot 77°C \] \[ Q_2 = 0,14 \cdot 4200 \cdot 77 = 38844 \, \text{Дж} \]
Теперь сложим оба значения теплоты, чтобы получить общее количество выделившейся теплоты: \[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 322000 \, \text{Дж} + 38844 \, \text{Дж} = 360844 \, \text{Дж} \]
Таким образом, общее количество теплоты, выделившееся при конденсации 140 г водяного пара и последующем охлаждении образовавшейся воды до 23°C, составляет 360844 Дж.