Для решения задачи необходимо определить, сколько теплоты выделится при конденсации пара и последующем охлаждении воды до заданной температуры.
- Определим количество теплоты, выделяющееся при конденсации 600 г (0,6 кг) водяного пара.
Формула для расчета теплоты, выделяющейся при конденсации, выглядит так:
\[ Q_1 = m \cdot L \]
где:
- \( Q_1 \) — количество теплоты (Дж),
- \( m \) — масса пара (кг),
- \( L \) — удельная теплота парообразования (Дж/кг).
Подставим известные значения:
\[ Q_1 = 0,6 \, \text{кг} \cdot 2,3 \times 10^6 \, \text{Дж/кг} = 1,38 \times 10^6 \, \text{Дж}. \]
- Теперь найдем количество теплоты, выделяющееся при охлаждении полученной воды с 100 °C до 25 °C.
Формула для расчета теплоты, выделяющейся при охлаждении:
\[ Q_2 = m \cdot c \cdot \Delta T \]
где:
- \( Q_2 \) — количество теплоты (Дж),
- \( c \) — удельная теплоёмкость воды (Дж/(кг·К)),
- \( \Delta T \) — изменение температуры (°C).
Изменение температуры:
\[ \Delta T = 100 \, °C - 25 \, °C = 75 \, °C. \]
Теперь подставим значения в формулу:
\[ Q_2 = 0,6 \, \text{кг} \cdot 4200 \, \text{Дж/(кг·К)} \cdot 75 \, \text{К}. \]
Рассчитаем:
\[ Q_2 = 0,6 \cdot 4200 \cdot 75 = 189000 \, \text{Дж}. \]
- Теперь сложим найденные количества теплоты:
Общее количество теплоты, выделяющееся при процессе, будет равно:
\[ Q_{\text{total}} = Q_1 + Q_2 = 1,38 \times 10^6 \, \text{Дж} + 189000 \, \text{Дж} = 1,569 \times 10^6 \, \text{Дж}. \]
Таким образом, количество теплоты, которое выделится при превращении 600 г пара в воду при температуре 25 °C, составляет \( 1,569 \times 10^6 \) Дж.