Question

Сколько тепла надо отнять от 0,1 кг водяного пара, взятого при температуре 100°С, чтобы получить из него воду с температурой 50°С? ответ должен получится 251кдж​

Answer 1

Дано:

m = 0,1 кг

Т1 = 100 °С

Т2 = 50 °С

c = 4200 Дж/(кг*°С)

L = 2,3*10⁶ Дж/кг

Q - ?

Решение:

Q' - теплота водяного пара при температуре Т1

Q1 - выделяемое паром тепло при конденсации

Q2 - теплота воды при температуре Т2

Q - искомое тепло

Водяной пар массой m, взятый при температуре Т1, должен сконденсироваться, чтобы получилась вода массой m при той же температуре. При конденсации выделится тепло, равное Q1. Затем получившаяся вода должна остыть до температуры Т2, при этом тепло, которым она будет обладать, равно Q2. Следовательно, тепло Q, которое нужно отнять от Q', равно сумме Q1 и Q2:

Q' - Q = Q' - (Q1 + Q2) | *(-1)

-Q' + Q = -Q' + (Q1 + Q2) | + Q'

Q = Q1 + Q2

Q1 = L*m

Q2 = c*m*|ΔΤ|, где |ΔΤ| = |Т2 - Т1| = Т1 - Т2 =>

=> Q2 = c*m*(T1 - T2)

Q = Q1 + Q2 = Lm + cm(T1 - T2) = m*(L + c*(T1 - T2)) = 0,1*(2,3*10⁶ + 4200*(100 - 50)) = 0,1*(2,3*10⁶ + 4200*50) = 251000 Дж = 251 кДж

Ответ: 251 кДж.

Answer 2

Для решения данной задачи воспользуемся формулой теплового баланса:

Q1 + Q2 = 0,

где Q1 - количество тепла, которое нужно отнять от водяного пара, Q2 - количество тепла, которое выделяется при охлаждении пара до температуры 50°C.